[发明专利]一种金属多孔膜管过滤性能优化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在金属表面电镀金属的方法，具体涉及一种一层或多层金属多孔膜管的膜层厚度与金属多孔膜管过滤性能最优化的方法。

背景技术

一般地金属多孔膜是由基体和一层或几层不同孔径的膜层构成，基体的孔径较大，主要是保证材料有一定的强度和大的透过量。膜层的孔径相对基体孔径小一些，厚度也比较薄，一般在10～500μm范围内，主要是起到提高中流量平均孔径的作用。这种结构的金属多孔材料相对与传统的金属多孔材料，在过滤分离应用过程中具有较高的过滤精度和较大的透过性能。但是膜层的厚度直接影响着金属多孔膜的中流量平均孔径和透过性能，一般的讲，膜层的厚度越厚，金属多孔膜的中流量平均孔径越小，但是透过性能就会下降；膜层的厚度越薄，金属多孔膜的中流量平均孔径越大，但是透过性能就会越大。因此，存在一个最佳的厚度使得金属多孔膜在过滤分离过程中既具有较小的中流量平均孔径，又具有较大的透过性能。当然，制备多孔膜层的粉末粒度也要具有一定的范围，如果粉末的粒度过大，制备的金属多孔膜透气系数较大，但是过滤精度就会下降，如果粉末粒度过小，制备的金属膜过滤精度增大，但是透气系数也会减少。因此，对制备金属膜粉末的平均粒度也具有一定的范围，这个范围就是小于等于金属多孔基体中流量平均孔径，大于0.2倍的金属多孔基体中流量平均孔径，而且粉末粒度分布连续。只有在这样的一个条件下通过优化，制备的金属多孔膜的过滤性能最佳。例如在国标GB/T6886中，过滤精度5μm(效率为99.9％)的多孔材料，相对透气系数为18m³/m²·KPa·h，材料的过滤功效非常低。德国GKN公司采用湿粉喷射沉积(wet powder spraying)成膜技术，制备的金属多孔膜管过滤精度为3μm(效率为98％)时的相对透气系数为68m³/m²·KPa·h，过滤性能提高的非常明显。但是该金属多孔膜管的中流量平均孔径和膜层厚度未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种保证金属多孔材料既具有较小中流量平均孔径的同时，又具有较高的相对透气系数的金属多孔膜管过滤性能优化的方法。以实现金属多孔膜在过滤、分离应用过程中高精度、大透过量这一需求。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种金属多孔膜管过滤性能优化的方法，在较大孔径的金属多孔管基体内壁上制备一层较小孔径的金属多孔膜层，其特征在于所述金属多孔膜层的厚度根据H＝6D_p+D_m控制，0.2D_m<D_p≤D_m，其中，H为所述金属多孔膜层的厚度，单位为μm；D_p为所述金属多孔膜层的粉末平均粒度，单位为μm；D_m为所述金属多孔管基体中流量平均孔径，单位为μm。

所述金属多孔膜层的粉末粒度分布连续。

本发明与现有技术相比具有以下优点：本发明优化方法可以最大程度的实现金属多孔材料既具有较小中流量平均孔径的同时，又具有较高的相对透气系数，优化了金属多孔膜的中流量平均孔径、相对透气系数和膜层厚度之间的关系，实现了金属多孔膜在过滤、分离应用过程中高精度、大透过量这一需求；优化后的金属多孔膜管应用于石油化工、能源、环保、食品、制药等领域的过滤、分离、流体分布。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为非优化结构金属多孔膜层的显微组织图片。

图2为本发明一种实施例产品的显微组织图片。

图3为本发明另一实施例产品的压降和流量曲线示意图。

图中：A-本发明优化结构金属多孔膜的压降和流量曲线，B-一般结构金属多孔膜的压降和流量曲线。

具体实施方式

一种金属多孔膜管过滤性能优化的方法，在较大孔径的金属多孔管基体内壁上制备一层较小孔径的金属多孔膜层，所述金属多孔膜层的厚度根据H＝6D_p+D_m控制，0.2D_m<D_p≤D_m，其中，H为所述金属多孔膜层的厚度，单位为μm；D_p为所述金属多孔膜层的粉末平均粒度，单位为μm；D_m为所述金属多孔管基体中流量平均孔径，单位为μm。并且金属多孔膜层的粉末粒度分布连续。

实施例1