CN210993787U - 一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种Al2O3‑TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，所述陶瓷支撑结构周围附有若干第一毛刺，所述Al2O3‑TiO2过滤结构周围附有若干第二毛刺，所述Al2O3‑TiO2过滤结构及其第二毛刺环绕于陶瓷支撑结构及其第一毛刺周围，形成多梯度多孔过滤结构；所述陶瓷超滤膜孔结构呈梯度变化。其制备方法为：S1：依次向球磨罐内加入钛粉、明胶、分散剂、去离子水及氧化锆球；S2：放入烘箱内放置并球磨；S3：坯体的成型：将制备好的陶瓷料浆倒入事先准备好的模具中，并将其放入冻干机内冻干；S4：烧结工艺：将冻干的坯体放入坩埚内，采用氧化铝粉末进行包覆；S5：将坩埚放入马弗炉内恒温烧结。本实用新型的优点是，孔结构呈梯度变化，产品强度高，过滤效果好。
Description
技术领域
本实用新型属于多孔结构陶瓷超滤膜领域，具体涉及一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜。
背景技术
陶瓷超滤膜是一种利用微孔结构对污染物进行分离的多孔陶瓷材料，由于其优异的力学性能已经广泛应用于环保器械领域。冷冻铸造技术可以通过升华溶剂得到多孔结构坯体，利用放热反应进行烧结可以有效降低陶瓷材料的烧结温度。现有陶瓷超滤膜的成型工艺复杂且陶瓷烧结温度高，导致生产成本一直居高不下，另一方面通过现在制备方法制备的陶瓷超滤膜有闭孔孔隙存在，影响了其在过滤领域的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，解决了现有陶瓷超滤膜有闭孔孔隙存在，成本高等问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，包括陶瓷支撑结构及Al2O3-TiO2过滤结构，所述陶瓷支撑结构周围附有若干第一毛刺，所述Al2O3-TiO2过滤结构周围附有若干第二毛刺，所述Al2O3-TiO2过滤结构及其第二毛刺环绕于陶瓷支撑结构及其第一毛刺周围，形成多梯度多孔过滤结构。
进一步的，所述陶瓷超滤膜孔结构呈梯度变化。
进一步的，所述陶瓷超滤膜的孔径为100nm左右，孔隙率为55％～70％，抗压强度为31～42MPa。
上述Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，其制备方法包括以下步骤：
S1：依次向球磨罐内加入钛粉、明胶、分散剂、去离子水及氧化锆球；
S2：放入烘箱内放置1～24小时，温度控制在30～100℃，并球磨24～72小时；
S3：坯体的成型：将制备好的陶瓷料浆倒入事先准备好的模具中，并将其放入冻干机内，冻干12～72小时，冻干机的温度控制在-10℃～-60℃；
S4：烧结工艺：将冻干的坯体放入坩埚内，采用氧化铝粉末进行包覆；
S5：将坩埚放入马弗炉内，在500～900℃的温度中恒温烧结1～24小时。
优选的，所述S3中所用的模具为金属模具和聚四氟乙烯模具；所述S4中包覆所用的氧化铝粉末粒度为30nm～500nm。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型梯度多孔结构陶瓷超滤膜一步成型，其过滤层孔径主要集中于50nm左右，且孔结构呈梯度变化，产品强度高，过滤效果好，工艺流程简单，极大节约了成本，解决了现有技术中多孔陶瓷材料一般为闭孔、瓷烧结温度太高、制备工艺复杂，成本消耗大的问题，在环保器械领域有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型陶瓷超滤膜的结构示意图；
图2为本实用新型Al2O3-TiO2过滤结构的结构示意图；
图中：1-陶瓷支撑结构，2-Al2O3-TiO2过滤结构，3-第一毛刺，4-第二毛刺。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明，但所举实施例只作为对本实用新型的说明，不作为对本实用新型的限定。
如图1-2所示的一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，包括陶瓷支撑结构1及Al2O3-TiO2过滤结构2，所述陶瓷支撑结构1周围附有若干第一毛刺3，所述Al2O3-TiO2过滤结构2周围附有若干第二毛刺4，所述Al2O3-TiO2过滤结构2及其第二毛刺4环绕于陶瓷支撑结构1及其第一毛刺3周围，形成多梯度多孔过滤结构。所述陶瓷超滤膜孔结构呈梯度变化；所述陶瓷超滤膜的孔径为100nm左右，孔隙率为55％～70％，抗压强度为31～42MPa。
上述Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，其具体按照以下步骤实施：
S1：依次向球磨罐内加入500目～4000目钛粉(质量分数为5％～50％)、明胶(质量分数为0％～5％)、分散剂(0％～5％)、去离子水、氧化锆球；氧化锆球和料体的体积比为2：1，料体中包含水；
S2：放入烘箱内放置1～24小时，温度控制在30～100℃，并球磨24～72小时；
S3：坯体的成型：将制备好的陶瓷料浆倒入事先准备好的模具中，并将其放入冻干机内，冻干12～72小时，冻干机的温度控制在-10℃～-60℃；
S4：烧结工艺：将冻干的坯体放入坩埚内，采用粒度为10nm～2000nm的氧化铝粉末进行包覆；
S5：将坩埚放入马弗炉内，在500～900℃的温度中恒温烧结1～24小时。
本实施方法使梯度多孔结构陶瓷超滤膜一步成型，其孔径主要集中于100nm左右，同时陶瓷的烧结温度降低了500℃～700℃，极大节约了成本，在环保器械领域有广泛的应用前景。
本实用新型通过冷冻铸造与反应烧结相结合的方法，使梯度多孔结构陶瓷超滤膜一步成型，烧结温度低，能耗少，其过滤层孔径主要集中于50nm左右，产品强度高，过滤效果好，工艺流程简单，极大节约了成本，解决了现有技术中多孔陶瓷材料一般为闭孔、成本消耗大的问题，在环保器械领域有广泛的应用前景。
本实用新型主要保护对象为Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，不保护制备方法，其他未做详细描述的内容均为现有技术。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，其特征在于，包括陶瓷支撑结构(1)及Al2O3-TiO2过滤结构(2)，所述陶瓷支撑结构(1)周围附有若干第一毛刺(3)，所述Al2O3-TiO2过滤结构(2)周围附有若干第二毛刺(4)，所述Al2O3-TiO2过滤结构(2)及其第二毛刺(4)环绕于陶瓷支撑结构(1)及其第一毛刺(3)周围，形成多梯度多孔过滤结构。
2.根据权利要求1所述的一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，其特征在于，所述陶瓷超滤膜孔结构呈梯度变化。
3.根据权利要求1或2所述的一种Al2O3-TiO2梯度多孔结构陶瓷超滤膜，其特征在于，所述陶瓷超滤膜的孔径为100nm左右，孔隙率为55％～70％，抗压强度为31～42MPa。
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2019
- 2019-09-20 CN CN201921570188.8U patent/CN210993787U/zh active Active
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