[發明專利]一種可用于過濾的定向多孔結構材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011517497.6
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112791511B
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 紀立軍;羅莉萍
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: B01D39/16
• 分類號: B01D39/16;B01D29/03;C08F212/08;C08F212/36;C08J9/26;B01J31/06;B01J35/10;B01J32/00;C08L25/06;C08L63/00;C08L61/06;C08L75/06
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本發明公開一種可用于過濾的定向多孔結構材料及其制備方法，屬于多孔材料制備技術領域。所述方法是以液態可聚合固化成型或直接固化成型的物質為基體與不溶解于基體的定向排列的一維材料混合，在交聯劑、引發劑或固化劑存在下固化成型得到塊狀固體材料，再將一維材料刻蝕，即得到定向多孔結構材料。本發明制備的定向多孔結構材料孔道兩端連通，排列均勻有序，孔徑100nm～100μm，尺寸均一可控，孔道長度可達0.1mm～20mm，可用于過濾相應尺寸的顆粒。

技術領域

本發明屬于多孔材料制備技術領域，具體涉及定向多孔結構材料的制備方法。

背景技術

多孔材料具有廣泛的用途。例如：過濾、作為模板復制其他材料、利用其較大的比表面積負載其他材料用于水處理、催化或物質的緩釋等。定向多孔結構的材料目前制備方法主要分為陽極氧化氧化鋁模板法、相分離法及犧牲模板法三大類。陽極氧化鋁模板法制備的孔道直徑在納米級范圍，孔道尺寸小，通道長度短，且制備孔的范圍少，耗時，且工藝復雜，對設備要求高。相分離法是在一定的外力作用下發生相分離而形成定向通道孔，定向冷凍技術研究最為普遍。定向冷凍主要原理是在具有溫度梯度下冷凍，冷凍過程中溶劑與基體發生相分離，溶劑冷凍結晶，再將溶劑在真空下干燥。其主要缺點是孔道結構性較差，孔徑大小不可控，通道連續性差，且操作條件苛刻，制備工藝復雜、難以適應實際生產過程。如公開號為CN104529523A以犧牲碳纖維制備定向多孔氮化硅陶瓷，孔道排列定向性差，連通性差。

因此，本發明以一維材料為模板，高分子材料為基體固化成型后，去除模板后可獲得孔徑尺寸均一，結構規整，定向通道長的定向多孔結構材料，且制備工藝簡單，不需要復雜儀器，大大降低生產成本，適合實際生產應用，對于定向多孔長程通道材料及制備一維定向材料的發展和應用具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是制備一種可應用于過濾的定向多孔結構材料，制備的孔具有定向結構，孔徑尺寸均一可控，孔的兩端具有連通性等特點，可用于過濾篩選一定尺寸粒子的多孔結構材料。

本發明包括以下步驟：

(1)將液態可聚合固化成型或直接固化成型的物質中加入交聯劑、引發劑或固化劑溶解混合均勻；

(2)將步驟(1)得到的均勻混合液加入到排列整齊的一維材料中，在適當的溫度下聚合或固化一定時間成型，得到塊狀固體；

(3)將步驟(2)所得的塊狀固體打磨后，放入刻蝕液中，將塊狀固體中的纖維去除，取出材料清洗、干燥，得到定向多孔結構材料；

(4)將步驟(3)所得的定向多孔材料制成的過濾裝置，過濾含有不同尺寸的顆粒。