專利名稱：一種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜及其改性制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種凈化高溫氣體的多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜及其改性制備方 法，屬于多孔陶瓷膜的制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氣固分離是在化工、冶金、煤炭燃燒和氣化、水泥、環(huán)境保護等行業(yè)中都要用 到的分離過程，特別是高溫氣體中固態(tài)粒子的脫除、回收一直是工業(yè)廢氣處理、環(huán)境保 護的重大課題。隨著無機陶瓷膜的出現(xiàn)，陶瓷膜具有耐高溫、耐腐蝕、耐清洗、機械強 度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定不變形、壽命長等突出優(yōu)點，為解決上述氣固分離難題提供了一種切實 可行的技術(shù)路線。在現(xiàn)有使用的微米級陶瓷過濾膜中，高溫氣體中大于ΙΟμιη的固體顆粒較易除 去，而小于ΙΟμιη的固體顆粒的去除是相對較困難的，微細(xì)顆粒極易吸附在陶瓷膜的孔 道中，從而引起膜孔的堵塞過程，降低了陶瓷膜的過濾能力。與此同時，陶瓷過濾膜長 期在高溫條件下服役易產(chǎn)生熱震損傷，嚴(yán)重影響了陶瓷過濾膜的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的在于克服上述技術(shù)存在的不足，提供了一種涂覆于高溫陶 瓷過濾管表面的陶瓷膜，一方面，對陶瓷膜表面的微孔進行修飾改性，使膜孔光滑、壓 降小、不易堵塞，另一方面，改善膜的化學(xué)成分，提高膜的熱穩(wěn)定，能有效延長高溫陶 瓷過濾管的使用壽命。本發(fā)明的第二個目的在于提供這種陶瓷膜的改性制備方法。具體是這樣實施的一種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜，其特征在于原料組份的 重量配比為
剛玉粉 蘇州土 鉀長石 碳酸鋇 碳酸鈣
10-30 μ m85-90 份
800-1000 目3-5 份
800-1000 目5-6 份
800-1000目純度^9.8 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))1_2份 800-1000目純度^9.8 % (質(zhì)量分?jǐn)?shù))1_2份 上述組份重量為100份，以此為基準(zhǔn)，外加 阿拉伯樹膠
2-4份去離子水100份這種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜的改性制備方法是(1)陶瓷基膜的制備將陶瓷膜的各原料按配比均勻混合，噴涂到預(yù)處理后的 多孔陶瓷過濾管基管表面，干燥后燒成，基管表面形成一層氧化鋁陶瓷基膜；(2)陶瓷基膜微孔的修飾改性將制備的Ti02溶膠按體積比例3 1-5 1加 入10%-20%的聚乙烯醇(PVA)溶液中，分散、攪拌制成漿料，將兩端封死的涂覆氧化 鋁陶瓷基膜的陶瓷過濾管浸到漿料中，30s-60s后緩慢取出，干燥后二次燒成。
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制備Ti02溶膠步驟如下將5-8份體積的鈦酸四丁脂緩慢加入20-25體積份的無水乙醇中，滴加2_6份體 積的二乙醇胺，磁力攪拌lh_3h后把溶液倒入回流裝置，在室溫下回流老化18h_36h，儲
存?zhèn)溆?。改性制造方法中，多孔陶瓷過濾管基管的預(yù)處理是將基管先清洗，再烘干后降 至室溫備用。陶瓷基膜制備時，各原料組份均勻混合采用球磨，混合時間8_16h，過80目篩 后，用噴槍噴涂于過濾基管表面；干燥燒成是放在烘箱內(nèi)恒溫50°C下干燥3h以上，再升 溫至100°C干燥2h以上，裝入模具內(nèi)在窯爐中以1.5°C /min升溫至500°C，再以2V /min 升溫至1300°C _1400°C，然后保溫l_3h。改性陶瓷基膜微孔時，將Ti02溶膠和PVA溶液的混合液先用超聲波分散l_2h， 再用磁力攪拌器攪拌l_3h;干燥后二次燒成是在40°C下干燥5h以上，再升溫至100°C 干燥2h以上，裝入模具內(nèi)在窯爐中以1°C/min升溫至450°C，再以1.5°C/min升溫至 9000C -IOOO0C,然后保溫 l_3h。本發(fā)明通過對陶瓷膜表面的微孔修飾改性，使膜孔光滑、壓降小、不易堵塞， 另外膜的化學(xué)成分得到改善，提高了膜的熱穩(wěn)定，能有效延長高溫陶瓷過濾管的使用壽 命。
具體實施例方式實施例1，一種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜及其改性制備方法(1)將多孔陶瓷過濾管基管用蒸餾水清洗，干燥后降到室溫備用。(2)氧化鋁陶瓷基膜各原料組分按如下重量配比
剛玉粉鉀長石碳酸鋇碳酸鈣蘇州土856225再外加阿拉伯樹膠2份和去離子水100份，然后經(jīng)球磨混合均勻12h，過80目 篩后，采用噴槍噴涂于基管表面，放在烘箱內(nèi)恒溫50°C下干燥3h以上，再升溫至100°C 干燥2h以上，裝入模具內(nèi)在窯爐中以1.5°C/min升溫至500°C，再以2°C/min升溫至 1350 °C,然后保溫2h。(3)將燒成后覆有氧化鋁膜的陶瓷過濾膜管用乙醇溶液清洗，去除雜質(zhì)，干燥箱 中100°C干燥2h以上，然后將陶瓷膜管的兩端封死。(4)將制備Ti02溶膠按體積比例3 1加入20%的PVA溶液，超聲波分散1.5h， 再用磁力攪拌器攪拌2h制成漿料，將兩端封死的涂覆氧化鋁基膜的陶瓷管浸到漿料中 30s-60s后緩慢取出。浸漬后放入恒溫干燥箱中先40°C干燥5h以上，再升溫至100°C干燥 2h以上，裝入模具內(nèi)在窯爐中以1°C /min升溫至450°C，再以1.5°C /min升溫至900°C，保溫1.5h。其中Ti02溶膠制備步驟如下將5份體積的鈦酸四丁脂緩慢加入20份體積的無水乙醇中，滴加2份體積的 乙醇胺，磁力攪拌2h;把溶液倒入回流裝置，在室溫下回流老化24h。實施例2，一種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜及其改性制備方法(1)將多孔碳化硅陶瓷管用超聲波清洗，干燥后降到室溫備用；(2)氧化鋁基膜各組分按重量的配比為
權(quán)利要求
1.一種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜，其特征在于原料組份的重量配比為 剛玉粉 10-30 μ m85-90份蘇州土 800-1000目3-5份鉀長石 800-1000目5-6份碳酸鋇 800-1000目純度>99.8% 1-2份 碳酸鈣 800-1000目純度>99.8% 1-2份 上述組份重量為100份，以此為基準(zhǔn)，外加 阿拉伯樹膠 2-4份 去離子水 100份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜改性制備方法，其特征在于步驟是(1)陶瓷基膜的制備將陶瓷膜的各原料按配比均勻混合，噴涂到預(yù)處理后的多孔 陶瓷過濾管基管表面，干燥后燒成，基管表面形成一層氧化鋁陶瓷基膜；(2)陶瓷基膜微孔的修飾改性將制備的Ti02溶膠按體積比例3 1-5 1加入 10%-20%的聚乙烯醇溶液中，分散、攪拌制成漿料，將兩端封死的涂覆氧化鋁陶瓷基膜 的陶瓷過濾管浸到漿料中，30s-60s后緩慢取出，干燥后二次燒成。制備Ti02溶膠步驟如下將5-8份體積的鈦酸四丁脂緩慢加入20-25體積份的無水乙醇中，滴加2-6份體積的 二乙醇胺，磁力攪拌lh_3h后把溶液倒入回流裝置，在室溫下回流老化18h_36h，儲存?zhèn)溆谩?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性制備方法，其特征在于多孔陶瓷過濾管基管的預(yù)處理是 將基管先清洗，再烘干后降至室溫備用。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性制備方法，其特征在于陶瓷基膜制備時，各原料組份均 勻混合采用球磨，混合時間8-16h，過80目篩后，用噴槍噴涂于過濾基管表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性制備方法，其特征在于陶瓷基膜制備時，干燥燒成是放 在烘箱內(nèi)恒溫50°C下干燥3h以上，再升溫至100°C干燥2h以上，裝入模具內(nèi)在窯爐中以 1.50C /min 升溫至 500°C，再以 2V /min 升溫至 1300°C -1400°C,然后保溫 l_3h。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性制備方法，其特征在于改性陶瓷基膜微孔時，將Ti02 溶膠和聚乙烯醇溶液的混合液先用超聲波分散l_2h，再用磁力攪拌器攪拌l_3h。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改性制備方法，其特征在于改性陶瓷基膜微孔時，干燥后 二次燒成是在40°C下干燥5h以上，再升溫至100°C干燥2h以上，裝入模具內(nèi)在窯爐中以 I0C /min 升溫至 450°C，再以 1.5°C /min 升溫至 900°C -1000°C,然后保溫 l_3h。
全文摘要
一種多孔陶瓷過濾管用的陶瓷膜，原料組份由剛玉粉、蘇州土、鉀長石、碳酸鋇、碳酸鈣等組成，先由各原料制備陶瓷基膜，然后對陶瓷基膜微孔修飾改性，使膜孔光滑、壓降小、不易堵塞，另外膜的化學(xué)成分得到改善，提高了膜的熱穩(wěn)定，能有效延長高溫陶瓷過濾管的使用壽命。
文檔編號C04B35/10GK102010187SQ20101050483
公開日2011年4月13日 申請日期2010年10月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月1日
發(fā)明者王躍超, 蔣建平, 賀俊 申請人:江蘇省陶瓷研究所有限公司