[发明专利]一种纯质碳化硅过滤膜层及其制备方法

权利要求书

1.一种纯质碳化硅过滤膜层，其特征在于：纯质碳化硅过滤膜层的组成为纯质SiC，表面膜层由细颗粒碳化硅堆积结合而成，孔径0.1～20μm，膜层孔隙率在25～50％之间。

2.按照权利要求1所述的纯质碳化硅过滤膜层，其特征在于：纯质碳化硅过滤膜层中，纯质SiC含量在99.5wt％以上，材料内部晶粒结合完全由碳化硅颗粒自烧结结合。

3.按照权利要求1所述的纯质碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于：采用细碳化硅颗粒、硅粉、造孔剂添加剂及有机树脂配制膜层原料，采用喷涂或浸渍方法表面制备膜层，经干燥后，烧结得到纯质碳化硅膜层。

4.按照权利要求3所述的纯质碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于，具体制备步骤如下：

(1)膜层原料准备

将碳化硅粉末、硅粉或氧化硅粉末、高分子材料、造孔剂添加剂、固化剂按质量百分比例为(80wt％～60wt％)∶(20wt％～10wt％)∶(20wt％～10wt％)∶(20wt％～10wt％)∶(1wt％～2wt％)共混于有机溶剂中，有机溶剂含量在50～80％之间，经机械搅拌后球磨得膜层浆料；

(2)表面膜层制备

表面膜层采用浸渍或喷涂方法进行；

浸渍方法：将步骤(1)得到的膜层浆料装入搅拌容器中，将过滤管支撑体垂直插入浆料中，然后过滤管支撑体旋转提拉升起，在支撑体表面形成表面梯度膜层；

喷涂方法：利用气体喷枪将将步骤(1)得到的膜层浆料喷涂在旋转的预制支撑体上，通过调节支撑体与喷枪之间相对位移速度控制膜层厚度，干燥后得到表面膜层；

(3)烧结

将涂覆表面膜层后的过滤管支撑体在真空、氩气或其它惰性气体的保护气氛下，烧结，升温速率每分钟1～10℃，升温至800～1200℃，保温0.5～1小时脱去造孔添加剂；后升温速率为每分钟5～15℃，温度为：1500～2400℃，保温0.5～5小时，得具有高渗透率梯度孔隙纯质碳化硅过滤膜层。

5.按照权利要求4所述的纯质碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，碳化硅粒度在0.5～40μm之间，硅粉或者氧化硅粒度在0.5～20μm之间；高分子材料选自环氧树脂、酚醛树脂和糠醛树脂之一种或一种以上；固化剂为对甲苯磺酸、乌洛托品、草酸或柠檬酸；有机溶剂为乙醇或甲醛，造孔添加剂为纤维素或聚乙烯醇。

6.按照权利要求4所述的纯质碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，浸渍方法：过滤管支撑体以10-50mm/s速度提拉而出，旋转速度为5-30rpm/min，使得支撑体表面涂覆一层浆料，而后干燥，再浸渍，通过浸渍次数控制表面膜层厚度。

7.按照权利要求4所述的纯质碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，喷涂方法：利用气体喷枪将浆料喷涂在旋转的预制支撑体上，旋转速度为5-30rpm/min，通过调节支撑体与喷枪之间相对位移速度5-50mm/min控制膜层厚度，干燥后得到表面膜层。

8.按照权利要求4所述的纯质碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，通过浸渍或喷涂工艺的控制，纯质碳化硅膜层厚度可控制在50～1000μm之间。