[发明专利]以压电材料为支撑体的非对称结构原位超声抗污染膜及其制备方法

权利要求书

1.一种以压电材料为支撑体的非对称结构原位超声抗污染膜在固液分离、气固分离或液液分离中的应用，其特征在于所述的以压电材料为支撑体的非对称结构原位超声抗污染膜的支撑体为多孔压电陶瓷，平均孔径为100-3000nm；分离层为多孔无机膜，平均孔径分布为1-1000nm；由以下方法制备得到，具体步骤如下：A、制备片状或管状的多孔压电陶瓷支撑体，升温至800-1200℃，煅烧1-4小时成型；B、将无机材料分散在溶液中制备质量固含量为0.2-20％的制膜液；C、在多孔压电陶瓷支撑体上涂膜，经烘干后形成无机多孔膜层；D、逐渐升温至300-1050℃，煅烧1-4小时，自然降温得到无机多孔膜；E、或者重复B、C和D步骤1-4次以制备更小孔径的多孔无机膜层；F、将制备的无机多孔膜在高压电场下进行极化，使多孔压电陶瓷支撑体具备压电性能，得到非对称结构原位超声抗污染膜。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述支撑体的材质为钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、氧化锌、偏铌酸铅、铌锰酸铅、铌锌酸铅或石英中的一种或者其混合物；支撑体为片状或管状结构；非对称结构原位超声抗污染膜的共振频率为20kHz-500kHz。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于分离层多孔无机膜的材料为氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅、碳纳米管、石墨、金属纤维或碳纤维中的一种或者其混合物；多孔无机膜的膜层数为1-5层。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于步骤A和步骤D的煅烧环境均为空气气氛、氩气气氛、氦气气氛或氮气气氛中的一种。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于步骤B中的溶液为去离子水、氧化铝水溶胶、氧化钛水溶胶或氧化锆水溶胶中的一种。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于步骤C中多孔无机膜层涂覆时间为30-180s，干燥温度为60-120℃，干燥时间10-20h。

7.根据权利要求1所述的应用，其特征在于步骤F中极化环境为绝缘白油、绝缘硅油或空气；极化电场强度为1-3kV/mm；极化温度为80-150℃，极化时间0.5-2h。