[发明专利]一种滤器用分离介质、其制备方法以及包含该分离介质的滤器

说明书

本发明涉及一种滤器用分离介质，其包含陶瓷基烧结体和设置于烧结体的分离表面上的涂层，其中，所述涂层为亲水涂层、疏水涂层、疏水疏油涂层或亲水亲油涂层，并且所述分离介质包含多孔结构，其中所述多孔结构的孔径为50‑500μm；并且所述陶瓷基烧结体的原生孔径为100nm‑5μm。本发明还涉及一种滤器，其包含本发明的分离介质。本发明也涉及本发明的分离介质的制备方法。

技术领域

本发明涉及滤器用分离介质领域，具体地涉及一种具有涂层的包含多孔结构的滤器用分离介质及其制备方法以及包含该分离介质的滤器。

背景技术

混合物分离在工业过程例如食品工业、制药工业、废水处理、海水淡化、化妆品加工、冶金工业、化学工业中应用广泛。分离不仅限于液相分离，还包括固体材料在熔融状态下的分离以及气相分离。

陶瓷材料因其出色的热、机械和化学性质成为分离介质的理想材料之一。陶瓷具有相对耐劣化的能力。CN105473230A公开了一种用作颗粒过滤器的多孔陶瓷基体，其包含具有至少50％v/v的孔隙率的多孔基体载体，其中所述载体进一步包含氧化物组分的不均匀涂层。CN105392543A公开了一种过滤器，其尤其适合于过滤熔融金属，其中所述过滤器包括：陶瓷芯，其包含主要成分；以及位于所述陶瓷芯上的涂层，其中所述涂层选自由BN和Y₂O₃构成的组。

增材制造技术由于制造具有几何形状复杂的陶瓷结构是理想的陶瓷加工途径之一。增材制造技术如自动注浆成型(robocasting)和立体平板印刷(SLA)、数字光处理(DLP)可用于制造具有合适的几何形态和孔隙率的各种氧化物和非氧化物陶瓷。Ding Jun等人在Advanced Materials杂志于2018年10月发表的题为“Ceramic Robocasting:RecentAchievements,Potential,and Future Developments”一文中描述了关于自动注浆成型技术的发展状况。在自动注浆成型中，含有不同陶瓷粉末且具有合适剪切变稀行为的高固体含量陶瓷组合物以逐层方式挤出以形成陶瓷生坯。在DLP技术中，含有光固化单体和光引发剂的高固体含量陶瓷组合物以逐层方式打印以形成陶瓷生坯。将来自自动注浆成型或DLP的陶瓷生坯脱脂并烧结可以获得多孔陶瓷结构。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种滤器用分离介质，其包含陶瓷基烧结体和设置于烧结体的分离表面上的涂层，其中，所述涂层为亲水涂层、疏水涂层、疏水疏油涂层或亲水亲油涂层，并且所述分离介质包含多孔结构，其中所述多孔结构的孔径为50-500μm；并且所述陶瓷基烧结体的原生孔径为100nm-5μm。

在一个实施方案，分离介质中的亲水涂层包含亲水有机硅烷、含羟基的聚合物、含胺聚合物、ⅢA族元素的酸盐或其组合。

在一个优选的实施方案中，含羟基聚合物为聚多巴胺，所述ⅢA族元素的酸盐为硼酸盐，优选为硼酸铝。

在另一个实施方案，分离介质中的疏水涂层包含疏水有机硅烷。

在又一个实施方案中，分离介质中的疏水疏油涂层包含疏水疏油有机硅烷。

在一个实施方案中，本发明的分离介质中的陶瓷基烧结体包含任选掺杂的金属或非金属氧化物、硅酸盐、碳化物、氮化物、碳酸盐、硝酸盐、钛酸盐、氢氧化物、磷酸盐或其组合。

在一个优选的实施方案中，所述金属或非金属氧化物为任选掺杂的IIA-IVA族元素的金属或非金属氧化物、过渡金属氧化物，或其组合。

在一个实施方案中，分离介质中的陶瓷基烧结体通过增材制造技术工艺制备。

在一个优选的实施方案中，分离介质中的增材制造技术为自动注浆成型、立体平板印刷或数字光处理技术。

在一个实施方案中，分离介质中的多孔结构的孔径为50-250μm，优选为80-200μm。