[发明专利]一种低温高性能碳化硅膜层及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低温高性能碳化硅膜层及其制备方法。通过利用碳化硅粉体在高温环境中的氧化，颗粒表面生成的二氧化硅，二氧化硅同加入的包裹在碳化硅颗粒表面的纳米级铝溶胶发生反应，建立起莫来石网络结构，增强了颗粒界面的强度，利用纳米级稀土氧化物分子的存在降低了液相生成温度，抑制了莫来石晶粒的生长，使得膜层中的骨料分子粒径均匀，降低了膜层阻力。本发明碳化硅膜层烧成过程中无需控制气氛，且通过烧成温度、铝溶胶加入的比例来调节碳化硅的氧化程度。整个制备工艺简单，可控，使得本发明的烧成温度较现有碳化硅膜层的烧成温度大大降低，烧成能耗也相应的大大降低，从而大大的节约了制备成本。

技术领域

本发明涉及碳化硅分离膜材料,具体涉及一种低温高性能碳化硅膜层及其制备方法。

背景技术

由于碳化硅分离膜材料具有低接触角，浸润性好，有负电性，抗污染性能好等优点，故其在水处理领域具有十分重要的应用价值，但由于其存在烧制温度高，气氛要求严苛等问题，故严重限制了碳化硅分离膜材料的广泛应用，制约了水处理领域的发展，该问题急需解决。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低温高性能碳化硅膜层及其制备方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种低温高性能碳化硅膜层的制备方法，包括以下步骤：

将碳化硅、铝溶胶、稀土及分散剂混合，涂覆在相应的支撑体上，在1000-1190℃烧成温度下烧制即得。

进一步的，将碳化硅、铝溶胶、稀土及分散剂混合，涂覆在相应的支撑体上，在1000-1190℃烧成温度下烧制，包括：

碳化硅、铝溶胶、稀土及分散剂混合得分散溶液；

分散溶液与消泡剂混合得膜浆；

膜浆涂覆在相应的支撑体上，干燥后，在1000-1190℃烧成温度下烧制。

其中，碳化硅、铝溶胶的固含量、稀土的固含量重量比为：(80-99):(15-0.1):(10-0.1)。

稀土为氧化钪、氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镱、氧化镥中至少一种的纳米粉体或溶胶。

分散剂为乙醇、聚丙烯醇、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠中的一种或多种。

进一步的，分散溶液与消泡剂的混合方式采用搅拌真空超声分散。

膜浆在相应的支撑体的涂覆方式为浸渍覆膜或喷涂覆膜。

支撑体为碳化硅、氧化铝、堇青石、莫来石中一种材质支撑体。

根据本发明的另一个方面，提供了一种高性能碳化硅膜层，包括莫来石立体网络结构及纳米级稀土氧化物。

所述的高性能碳化硅膜层，根据上述所述方法制得。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：