[发明专利]炭骨架辅助的粒子烧结工艺制备多孔无机膜的方法

权利要求书

1.一种炭骨架辅助的粒子烧结工艺制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的方法采用如下工艺：首先制备包含无机成膜粒子、有机成膜剂和成膜助剂的涂膜液；其次将涂膜液均匀涂覆在多孔基体表面，并干燥形成涂覆层；再次，对涂覆层进行无氧热处理，以其中的有机成膜剂和成膜助剂碳化后形成的炭为骨架实现无机成膜粒子的原位烧结；最后，无机成膜粒子烧结后经有氧热处理脱炭而制得多孔无机膜。

2.根据权利要求1所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的多孔无机膜为多孔陶瓷膜或多孔金属膜，其平均孔径0.01–0.1 μm。

3.根据权利要求1或2所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的涂膜液中，按质量百分比计，含1～5%无机成膜粒子、1～10%成膜剂和1～5%成膜助剂。

4.根据权利要求3所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的无机成膜粒子的粒径为0.01–1 μm。

5.根据权利要求3所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的成膜剂为聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；成膜助剂为聚乙二醇、聚乙烯亚胺或聚甲基丙烯酸中的一种或几种。

6.根据权利要求1或2所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的涂膜液的制备采用如下方法之一：

（1）物理方法

将至少一种陶瓷或金属粒子均匀分散到包含成膜剂和成膜助剂的分散剂中，得到涂膜液；

（2）化学方法

将至少一种金属化合物经醇解或水解缩聚生成稳定的胶体态粒子，与包含成膜剂和成膜助剂的分散剂充分混合后得到陶瓷膜涂膜液；或者将至少一种金属化合物溶于包含成膜剂和成膜助剂的分散剂中，再加入适量还原剂，通过液相还原反应制得金属膜涂膜液。

7.根据权利要求1或2所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的多孔基体为多孔陶瓷或多孔金属，其平均孔径0.1–2 μm；涂膜液在多孔基体表面的涂覆方法为浸涂法、喷涂法、刷涂法或流延法。

8.根据权利要求1或2所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，涂覆层的干燥条件为，温度15–100℃，湿度20–70%，时间12–48 h。

9.根据权利要求1或2所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的无氧热处理工艺为：在真空、氮气或惰性气体气氛中，以0.5–1 ℃/min的速率升温至500–800℃，保温2–5 h。

10.根据权利要求1或2所述的制备多孔无机膜的方法，其特征在于，所述的有氧热处理工艺为：在氧气或空气气氛中，在300–400 ℃下保温1–2 h；对于金属膜或以多孔金属为基体的无机膜，在氧气或空气气氛中保温后再通入氢气，在300–400 ℃下保温5–10 h。