[发明专利]高通量平板陶瓷基碳膜的制备及应用

权利要求书

1.高通量平板陶瓷基碳膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)多孔平板陶瓷膜的制备

将聚醚砜：N-甲基-吡咯烷酮按质量比1:2-8混合，再加入聚乙烯吡咯烷酮，三种有机物在行星球磨机内搅拌，形成稳定均匀的聚合物混合液后，再加入陶瓷粉体，继续球磨，得到陶瓷浆料；浆料中聚醚砜与N-甲基-吡咯烷酮的质量分数为30-60wt.％，聚乙烯吡咯烷酮质量分数为0.5-10wt.％，余量为陶瓷粉体，上述陶瓷粉料采用氧化铝、氧化锆、碳化硅、氧化钛、莫来石、尖晶石；

将陶瓷浆料脱泡后倒在干净的玻璃板上，涂膜使浆料均匀地铺展在玻璃板表面，接着将其转移至去离子水中充分交换并固化形成生坯，自然干燥后置于马弗炉中升温至1100-1800℃，煅烧得到多孔平板陶瓷膜；

(2)催化剂溶液的制备

以硝酸镍和钛酸四丁酯为原料，乙醇为溶剂，柠檬酸为络合剂；按硝酸镍：钛酸四丁酯：柠檬酸的摩尔比为(0.5-5):(0.5-5):(0.5-5)，混合搅拌均匀，再加入去离子水后用氨水调pH至中性，稀释至镍离子的浓度为1-5mol/L，制得催化剂溶液；

(3)平板陶瓷基碳膜的制备

将多孔平板陶瓷膜浸渍到催化剂溶液中，浸渍60-240min，放入烘箱中干燥1-5h，干燥后放入厢式炉中以1-5℃/min的速度升温至600-1000℃，保温煅烧1-5h；煅烧后将其置于管式炉中，在流量比为(0.5-5):(0.5-5):(1-10)的H₂、N₂和C₂H₄气氛氛围下，700-800℃反应10-60min，得到平板陶瓷基碳膜。

2.根据权利要求1所述的制备方法制备的平板陶瓷基碳膜的应用，其特征在于：所述平板陶瓷基碳膜应用于光热膜蒸馏工艺。

3.根据权利要求1所述的制备方法制备的平板陶瓷基碳膜的应用，其特征在于：所述平板陶瓷基碳膜应用于电热膜蒸馏工艺。

4.根据权利要求2所述的制备方法制备的平板陶瓷基碳膜的应用，其特征在于：所述光热膜蒸馏工艺采用的光功率密度为1-3kw·m^-2。

5.根据权利要求3所述的制备方法制备的平板陶瓷基碳膜的应用，其特征在于：所述电热膜蒸馏工艺采用的电压为1-10V。