CN107469641A - 一种过滤用无机膜 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种过滤用无机膜,其特征在于,所述无机膜由以下原料制备得到:以质量百分比计,所述原料包括碳化硅50~85%、氧化铝5~30%、高岭土5~30%、氧化锆2~20%和纤维素0.05~0.3%。本发明采用无机材料制备在同等体积情况下其过滤面积增大3倍,具备抗超细粉尘堵塞的能力与优良的耐油耐水性,耐高温抗酸碱腐蚀、表面阻力低、除尘效率高、使用寿命长等特点;且其制造难度小,应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于无机膜领域,具体涉及一种过滤用无机膜。
背景技术
众所周知,煤炭是人类生产生活的主要能源之一,但是煤炭在燃烧功能过程中产生大量热能的同时,还会产生大量带有烟尘颗粒的高温气体,如果这些气体没有经过技术处理就排放到空气中,将会严重影响附近生物的生存以及人类的健康,因此,环保越来越受到人们的重视,而现有的化工、石化电力等的高温烟气除尘常用的电离除尘、高分子材料滤材、布袋除尘等都不能满足高温、新标准的排放要求,因此,亟待开发一种新型高效除尘材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种过滤用无机膜,该无机膜由以下原料制备得到:以质量百分比计,所述原料包括碳化硅50~85%、氧化铝5~30%、高岭土5~30%、氧化锆2~20%和纤维素0.05~0.3%。
其中,上述无机膜中,所述碳化硅的纯度≥97%,粒度为10~90μm。
其中,上述无机膜中,所述氧化铝为α-氧化铝或γ-氧化铝。
其中,上述无机膜中,所述纤维素为木质纤维素。
上述无机膜的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
(1)、以质量百分比计,将碳化硅50~85%、氧化铝5~30%、高岭土5~30%、氧化锆2~20%和纤维素0.5~3%混合均匀,研磨至粒径为10~40μm,得到混合粉体;
(2)、将上述混合粉体与占混合粉体质量5~15%的水充分混合均匀,得到浆料;
(3)、将上述浆料涂覆于模具中,采用等静压成型或塑压成型方式,压制成型,干燥后,于1450~1550℃烧制而成。
其中,无机膜的制备方法中,步骤(3)中所述等静压成型的具体条件为:压力1450~1650kgf/cm2,温度1000~1200℃,保压时间15~20min。
其中,无机膜的制备方法中,步骤(3)中所述塑压成型的具体条件为:压力1450~1650kgf/cm2,温度1000~1200℃,保压时间15~20min。
其中,无机膜的制备方法中,步骤(3)中所述烧制分3次进行,每次烧制时间均为12~15h。
本发明所述无机膜还可以制备为纳米金属氧化物修饰的无机膜:是利用金属醇盐的非水溶液浸泡或者溶剂热处理无机膜,使金属醇盐化学吸附在无机膜的颗粒表面,通过清洗,干燥去除过量金属醇盐,在水蒸汽气氛中促进醇盐水解,通过原位水解法形成连续,均匀的氢氧化物膜层,经加热处理后在无机膜表面及通道内形成连续的,厚度均匀可控的纳米金属氧化物涂层,得到纳米金属氧化物颗粒修饰的无机膜。
上述纳米金属氧化物修饰无机膜的过程是:
如果有必要,首先将表面活性剂溶解在非水溶剂中,然后在室温,剧烈搅拌条件下加入金属醇盐溶解。
将无机膜浸泡在金属醇盐的非水溶液中,密封,浸泡2-4小时。或者将无机膜浸泡在金属醇盐的非水溶液中,然后转移到反应釜中,120-140℃,溶剂热处理2小时。
将无机膜取出后,使用溶解醇盐所用的非水溶剂清洗无机膜2-3遍,去除残余的金属醇盐。
将无机膜置于40-100℃烘箱内,干燥时间为1-5小时,至无非水溶剂气味。
使用加热器加热自来水,将无机膜置于水的液面上方10-15厘米,控制水呈微沸状态。水解处理时间为2-4小时。
将水解处理后的无机膜置于100℃烘箱内干燥,干燥时间为3-5小时。
将干燥的无机膜置于马弗炉中热处理。升温速率为1-3℃/min,保温时间为2小时,对纳米氧化铝修饰无机膜,热处理温度选择700-850℃范围内,纳米氧化锆修饰无机膜,热处理温度选择在500-600℃范围内;纳米氧化钛修饰无机膜,热处理温度选择在450-700℃范围内。
上述金属醇盐可以选择异丙醇铝,丁醇锆,钛酸四丁酯等。
上述非水溶剂可以选择无水乙醇(经过干燥剂处理),丙酮,环己烷,二甲苯。
上述表面活性剂可选择聚乙烯醇缩丁醛(PVB)。
本发明的有益效果是:本发明采用无机材料制备在同等体积情况下其过滤面积增大3倍,具备抗超细粉尘堵塞的能力与优良的耐油耐水性,耐高温抗酸碱腐蚀、表面阻力低、除尘效率高、使用寿命长等特点;且其制造难度小,应用范围广。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例对本发明进行进一步的阐明。
实施例1
无机膜按照以下步骤制备得到:
(1)、以质量百分比计,将碳化硅55%(其粒度为40μm,纯度为97%)、α-氧化铝25%、高岭土8%、氧化锆16%和纤维素0.05%,混合均匀,研磨至粒径为30μm,得到混合粉体;
(2)、将上述混合粉体与占混合粉体质量15%的水充分混合均匀,得到浆料;
(3)、将上述浆料涂覆于模具中,采用等静压成型方式,压制成型,干燥后,于1450℃反复烧结3次,每次烧结12h;其中,等静压成型的具体条件为:压力1550kgf/cm2,温度1050℃,保压时间18min。
实施例2
无机膜按照以下步骤制备得到:
(1)、以质量百分比计,将碳化硅80%(其粒度为60μm,纯度为99%)、α-氧化铝10%、高岭土25%、氧化锆8%和木质纤维素0.1%,混合均匀,研磨至粒径为50μm,得到混合粉体;
(2)、将上述混合粉体在高速搅拌条件下与占混合粉体质量12%的水混合均匀,得到浆料;
(3)、将上述浆料涂覆于模具中,采用塑压成型方式,压制成型,干燥后,于1500℃反复烧结3次,每次烧结12h,烧制而成;其中,塑压成型的具体条件为:压力1600kgf/cm2,温度1200℃,保压时间15min。
上述实施例仅仅是较佳的实施例,并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本发明的技术范畴。
Claims (8)
1.一种过滤用无机膜,其特征在于,所述无机膜由以下原料制备得到:以质量百分比计,所述原料包括碳化硅50~85%、氧化铝5~30%、高岭土5~30%、氧化锆2~20%和纤维素0.05~0.3%。
2.根据权利要求1所述的一种过滤用无机膜,其特征在于,所述碳化硅的纯度≥97%,粒度为10~90μm。
3.根据权利要求1所述的一种过滤用无机膜,其特征在于,所述氧化铝为α-氧化铝或γ-氧化铝。
4.根据权利要求1所述的一种过滤用无机膜,其特征在于,所述纤维素为木质纤维素。
5.权利要求1-4所述的无机膜的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
(1)、以质量百分比计,将碳化硅50~85%、氧化铝5~30%、高岭土5~30%、氧化锆2~20%和纤维素0.5~3%混合均匀,研磨至粒径为10~40μm,得到混合粉体;
(2)、将上述混合粉体与占混合粉体质量5~15%的水充分混合均匀,得到浆料;
(3)、将上述浆料涂覆于模具中,采用等静压成型或塑压成型方式,压制成型,干燥后,于1450~1550℃烧制而成。
6.根据权利要求5所述的一种过滤用无机膜的制备方法,其特征在于,所述步骤(3)中所述等静压成型的具体条件为:压力1450~1650kgf/cm2,温度1000~1200℃,保压时间15~20min。
7.根据权利要求5所述的一种过滤用无机膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述塑压成型的具体条件为:压力1450~1650kgf/cm2,温度1000~1200℃,保压时间15~20min。
8.根据权利要求5所述的一种过滤用无机膜的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述烧制分3次进行,每次烧制时间均为12~15h。
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CN108395252A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-08-14 | 山东理工大学 | 液相烧结多通道碳化硅陶瓷膜支撑体及其制备方法 |
CN108905377A (zh) * | 2018-07-19 | 2018-11-30 | 江苏开创环保科技有限公司 | 一种高温超细粉尘过滤管的制备方法 |
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CN106345321A (zh) * | 2016-09-28 | 2017-01-25 | 湖南银和高新环保陶瓷有限公司 | 梯形高效除尘无机膜及其制造方法 |
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