[发明专利]高孔隙率泡沫镍过滤材料的制备方法

说明书

本申请涉及泡沫金属领域，具体公开了一种高孔隙率泡沫镍过滤材料的制备方法。该高孔隙率泡沫镍过滤材料的制备方法包括下列制备步骤：S1、取聚氨酯泡沫并碱浸、活化处理，得活化改性聚氨酯模板；S2、取活化改性聚氨酯模板并浸泡至包覆液，得包覆改性聚氨酯模板；S3、取氯化镍高温活化并置于包覆液中均质处理，得均质改性液，将包覆改性聚氨酯模板添加至均质改性液中，多次浸泡处理后加压静置，经离心处理并干燥处理，得包覆坯料；S4、将包覆坯料煅烧处理后再还原处理，即可制备得高孔隙率泡沫镍过滤材料。本申请的高孔隙率泡沫镍过滤材料具有高孔隙率结构的优点。

技术领域

本申请涉及泡沫金属领域，更具体地说，它涉及一种高孔隙率泡沫镍过滤材料的制备方法。

背景技术

泡沫材料如果以金属为基体，便称为泡沫金属材料。与基体金属相比较，泡沫金属具有很多独特、优良的性能。泡沫金属材料基质内部存在大量孔隙，实际上是金属与气体的复合材料。根据孔隙的形态可以划分为两类：闭孔泡沫金属和开孔泡沫金属。闭孔泡沫金属其孔隙是封闭的、独立的，而开孔泡沫金属材料的孔隙是相互连接在一起的。而介于两者之间的为半开孔泡沫金属材料。根据泡沫金属材料的孔隙率大小，可以分为中低孔率和高孔率泡沫金属材料。前者孔隙多为封闭型，后者孔隙多为连通型。

泡沫镍作为泡沫金属的一种，由于其孔隙率高、比表面积大、几何对称性好等优点，泡沫镍填料已成功地应用于各种水处理和过滤分离等方案中进行使用，在泡沫镍制备方法方面，国内对泡沫镍制备工艺的研究，主要集中于熔体发泡法或模板制造法等。熔体发泡法用于生产闭孔泡沫金属，由于发泡过程难以控制，所以此方法的缺点是容易造成气泡分布不均且局部气泡尺寸过大的现象所以一般不予以使用，而模板法则是通过制备一种聚氨酯泡沫材料为模板，进行包覆制备泡沫镍材料的方案。

针对上述方案泡沫镍材料的模板制造法，本申请人认为存在聚氨酯泡沫材料为模板制备后，其孔隙贯通性能不佳且煅烧后孔道坍塌，导致泡沫镍孔隙率不佳缺陷。

发明内容

为了提高采用模板制造法制备的泡沫镍的孔隙率，本申请提供一种高孔隙率泡沫镍过滤材料的制备方法。本申请提供的一种高孔隙率泡沫镍过滤材料的制备方法包括下列制备步骤：S1、取聚氨酯泡沫并碱浸处理，洗涤后干燥并再次活化处理，得活化改性聚氨酯模板；S2、取活化改性聚氨酯模板并浸泡至包覆液中，得包覆改性聚氨酯模板，所述包覆液为羧甲基纤维素、纳米二氧化硅和去离子水搅拌混合并研磨分散制备而成；S3、取氯化镍并高温活化、分散研磨处理，收集分散颗粒并置于包覆液中，均质处理得均质改性液，将包覆改性聚氨酯模板添加至均质改性液中，多次浸泡处理并加压静置，经离心处理并干燥处理，得包覆坯料；S4、将包覆坯料置于管式气氛炉中，煅烧处理后再进行还原处理，即可制备得高孔隙率泡沫镍过滤材料。

通过采用上述技术方案，由于通过硅溶胶填充至材料内部进行改性处理，在后续的煅烧过程中，高温环境会使聚氨酯和羧甲基纤维素先发生炭化反应，同时再在空气环境下高温处理，所以聚氨酯材料经炭化后部分与硅溶胶反应生成包覆在泡沫镍材料孔道结构上的碳化硅材料，该碳化硅材料的多孔结构不仅使有效提高了孔隙率，同时碳化硅材料有效填充了聚氨酯孔道，使其不易发生坍塌和崩解，提高了生成的孔隙结构的稳定性能，从而改善了整体泡木捏材料的孔隙效率。

优选的，步骤S1所述的碱浸处理采用的是0.8mol/L氢氧化钠溶液。

通过采用上述技术方案，由于对聚氨酯泡沫模板进行处理，经碱洗处理，由于聚氨酯泡沫在发泡制备的过程中，其孔隙结构不能做到有效的贯通，碱浸处理能去除聚氨酯孔道间隙间残留的隔膜，改善聚氨酯材料的孔隙结构，从而有效提高模板材料的孔隙率，同时在此基础上，碱浸处理后的模板材料，其结构表面形成凹凸不平的孔道结构，增加聚氨酯泡沫孔筋的表面粗糙度，后续在在负载氯化镍粉末时，能更加有效的包覆至聚氨酯泡沫模板表面。

优选的，步骤S1所述的活化处理采用的使质量分数10％羧甲基纤维素溶液。