[发明专利]一种催化陶瓷滤管及制备方法

权利要求书

1.一种催化陶瓷滤管，其特征在于，包括陶瓷过滤管基体，以及在陶瓷过滤管基体上依次涂覆的催化活性组分层和分离膜。

2.根据权利要求1所述的一种催化陶瓷滤管，其特征在于，所述的陶瓷过滤管基体的平均孔径在40～60μm，催化活性组分层由载体γ-Al₂O₃，以及摩尔比为1:1:3:1的活性组分MnO₂、CeO₂、CuO和Sb₂O₃组成，分离膜的膜平均孔径在2～6μm。

3.一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

步骤1，通过等静压成型制备陶瓷过滤管基体，

步骤2，在陶瓷滤管基体上涂覆的催化活性组分膜得到催化陶瓷过滤管基体；

2.1在预热的勃姆石溶胶中加入其质量1％～5％的分散剂后搅拌，温度控制在70～75℃，制得浸渍原液；

2.2将四水氯化锰和六水硝酸铈按照摩尔比为1：1加入离子水中，搅拌至使其充分溶解，得到氯化锰与硝酸铈溶液；

2.3将CuO和Sb₂O₃粉末按照摩尔比为3：1加入氯化锰与硝酸铈溶液中，搅拌均匀得到MnO₂、CeO₂、CuO和Sb₂O₃的摩尔比为1:1:3:1的Mn-Ce-Cu-Sb混合溶液；

2.4在温度为70～75℃的浸渍原液中，加入勃姆石溶胶质量5％～40％的Mn-Ce-Cu-Sb混合溶液，边加边搅拌得到催化剂的浸渍液；

2.5将陶瓷过滤管基体浸入催化剂的浸渍液中，0.5～5小时后将其在70～120℃下干燥，最后在空气气氛下于500～600℃温度煅烧3～6小时，制得催化陶瓷过滤管基体；

步骤3，在催化陶瓷滤管基体上制备分离膜；

3.1将催化陶瓷过滤管基体浸入莫来石悬浮液中，浸渍0.5～2小时后在100～140℃下干燥，然后在600～900℃温度下焙烧，得到催化陶瓷滤管基体上的一层多孔表面膜；

3.2多次重复步骤3.1的操作，最终达到所需要的多孔表面膜厚度，制得催化陶瓷滤管。

4.根据权利要求3所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，步骤1中制备陶瓷过滤管基体时，具体步骤如下，

1.1将碳化硅预烧结并粉碎成颗粒后过筛，获得骨料，骨料中加入高温黏结剂，经造粒制得常规粉料；

1.2将常规粉料冷等静压成型后在空气气氛下于110～140℃下干燥，再将干燥后的陶瓷型芯在900～1200℃下烧结2～6小时，得到陶瓷基体。

5.根据权利要求3所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，步骤2.1中勃姆石溶胶的制备包括如下步骤，

将异丙醇铝粉末与水按照质量比为3：20的比例混合，温度控制在70～90℃，搅拌直至液体呈白色悬浊液，然后滴入1mol/L的硝酸溶液直至悬浊液变成无色粘状液体；最后对空蒸发1～3小时，制得勃姆石溶胶。

6.根据权利要求3所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，步骤2.4中，搅拌时，将采用恒温磁力搅拌器搅拌后的混合物持续2h暴露于超声波清洗器中。

7.根据权利要求3所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，步骤2.5中，干燥前取出陶瓷过滤管基体通过吹扫清除陶瓷过滤管基体表面多余的催化剂的浸渍液。

8.根据权利要求3所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，步骤2.5中，将陶瓷过滤管基体浸入其中30分钟后取出，在120℃干燥2小时，在550℃焙烧5小时。

9.根据权利要求3所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，步骤3.1中，将莫来石粉料、分散剂、高温黏结剂和增塑剂按照1：0.03：0.05：0.01的质量比混合，并加入莫来石粉料质量3～10倍的水，搅拌均匀，得到莫来石悬浮液。

10.根据权利要求9所述的一种催化陶瓷滤管的制备方法，其特征在于，所述的分散剂选自十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、聚丙烯酰胺和正丁胺中的一种或几种；所述的高温黏结剂为聚乙烯醇、JN-20硅溶胶、JN-25硅溶胶、JN-30硅溶胶中的一种或几种；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二仲辛酯，邻苯二甲酸二乙酯，正丁胺中的一种或几种。