[实用新型]一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构

说明书

本实用新型涉及一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，包括从上至下的支撑层、过渡层及过滤层，所述过渡层为支撑层及过滤层的中间层，所述支撑层、过渡层及过滤层均由若干陶瓷支撑结构及若干过滤结构构成，所述陶瓷支撑结构外围附有若干第一毛刺，所述过滤结构外围附有若干第二毛刺，所述过滤结构及其第二毛刺围绕于陶瓷支撑结构及其第一毛刺周围，且从支撑层、过渡层到过滤层呈由稀疏到紧密的趋势；过滤结构为Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃中的一种或多种物质构成的多孔过滤结构；陶瓷超滤膜结构孔结构呈梯度变化。本实用新型的优点是，本实用新型梯度多孔结构陶瓷超滤膜一步成型，孔结构呈梯度变化，产品强度高，过滤效果好，工艺流程简单，极大节约了成本。

技术领域

本实用新型属于多孔结构陶瓷超滤膜领域，具体涉及一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构。

背景技术

陶瓷超滤膜是一种利用微孔结构对污染物进行分离的多孔陶瓷材料，由于其优异的力学性能已经广泛应用于环保器械领域。冷冻铸造技术可以通过升华溶剂得到多孔结构坯体，利用放热反应进行烧结可以有效降低陶瓷材料的烧结温度。现有陶瓷超滤膜的成型工艺复杂且陶瓷烧结温度高，导致生产成本一直居高不下，另一方面通过现在制备方法制备的陶瓷超滤膜有闭孔孔隙存在，过滤效果不好，且产品强度低，影响了其在过滤领域的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，解决了现有陶瓷超滤膜有闭孔孔隙存在，过滤效果不好，且产品强度低、成本高等问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，包括从上至下的支撑层、过渡层及过滤层，所述过渡层为支撑层及过滤层的中间层，所述支撑层、过渡层及过滤层均由若干陶瓷支撑结构及若干过滤结构构成，所述陶瓷支撑结构外围附有若干第一毛刺，所述过滤结构外围附有若干第二毛刺，所述过滤结构及其第二毛刺围绕于陶瓷支撑结构及其第一毛刺周围，且从支撑层、过渡层到过滤层呈由稀疏到紧密的趋势。

进一步的，所述过滤结构为Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃中的一种或多种物质构成的多孔过滤结构。

进一步的，所述陶瓷超滤膜结构的孔结构呈梯度变化。

进一步的，所述陶瓷超滤膜结构的孔径为100nm左右，孔隙率为55％～70％，抗压强度为31～42MPa。

上述多梯度多孔结构陶瓷超滤膜结构，其制备方法包括以下步骤：

S1：依次向球磨罐内加入0.1～100μm的钛粉(质量分数为1％～10％)、50～1000nm的铁粉(质量分数为1％～10％)、10nm～500μm的氧化铝粉(质量分数为1％～10％)、明胶(质量分数为0％～5％)、分散剂(质量分数为0％～5％)、去离子水、氧化锆球；氧化锆球和料体的体积比为2：1，料体中包含水；

S2：放入烘箱内放置1～24小时，温度控制在30～100℃，并球磨24～72小时；

S3：坯体的成型：将制备好的陶瓷料浆倒入事先准备好的模具中，并将其放入冻干机内，冻干12～72小时，冻干机的温度控制在-10℃～-60℃；

S4：烧结工艺：将冻干的坯体放入坩埚内，采用粒度为10nm～2000nm的氧化铝粉末进行包覆；

S5：将坩埚放入马弗炉内，在500～900℃的温度中恒温烧结1～24小时。

优选的，所述S3中所用的模具为金属模具和聚四氟乙烯模具；所述S4中包覆所用的氧化铝粉末粒度为30nm～500nm。