[发明专利]一种高铌钛铝基多孔复合材料过滤薄膜的制备及应用方法

摘要

一种高铌钛铝基多孔复合材料过滤薄膜的制备及应用方法，属于水污染防治领域。本发明通过控制钛、铝、铌、与纳米氧化物的共混粉体的烧结温度，进而操控化学反应，从而实现一系列复合材料薄膜的可控制备，这些复合材料薄膜由于在原来的基体表面又构筑了许多纳米孔道与“凸起”，当施加一定的外加压力，这些纳米孔道与“凸起”将极大得阻碍了纳米污染物通过复合材料薄膜，而水分子可以通过变形透过；这种高铌钛铝基多孔复合材料过滤薄膜能显著提高纳米污染物的处理效率，有望在污水处理领域被广泛应用。本发明技术方案设计新颖合理，重复性好。可以处理的纳米污染物适用范围非常广。

主权项

1.一种高铌钛铝基多孔复合材料过滤薄膜的制备方法，其特征在于具体制备步骤如下：/n(1)首先，按照一定的原子比称取的钛，铝，铌粉混匀后加入混合粉体质量1-8wt％的纳米氧化物，然后将混合粉体投入到球磨机中,加入适量小钢珠，控制球磨机的转速为110-130rpm，混料的时间为22-26h，充分混合共混粉体；所述的混合粉体中钛、铝、铌的原子比为1：1：1～8：8：1，其中铝的含量占比要超过30％；/n(2)采用三种方法之一来制备烧结前的试样：球磨混粉-压制成型；冷喷涂；化学气相沉积；/n其中球磨混粉-压制成型的制备工艺具体如下：将原料粉混合均匀后，采用模压成型的方法压制粉末，取出一定量的共混粉末进行压制成型，压制压力为20～40吨，最后得到形貌良好的薄膜压坯；/n冷喷涂成型工艺的具体操作流程如下：将原料粉混合均匀后，采用冷喷涂的方法将混合粉末均匀的喷射到一定厚度的铝箔上，通过控制喷涂时间来控制喷涂的厚度；/n化学气相沉积工艺的具体操作流程如下：将原料粉混合均匀后，采用化学气相沉积的方法将混合粉末均匀的喷射到一定厚度的铝箔上，通过控制沉积时间来控制沉积的厚度；/n(3)对采用三种工艺之一制备好的试样进行四阶段的烧结工艺处理，控制升温速率防止样品出现开裂变形的情况，整个工艺流程采用钽加热炉进行真空烧结，保证炉腔中尽可能少的氧气；整个烧结工艺应确保升温速率严格控制在5℃/min以下，使得样品内部不会产生大的热应力，以确保烧结样品无局部开裂以及整体变形的情况，最终得到高铌钛铝基多孔复合材料过滤薄膜；/n所述纳米氧化物为：二氧化硅、二氧化锆、三氧化二钇、氧化镁、氧化锌、氧化铁、氧化铜、氧化钙、氧化铬、氧化钴中的一种或几种混合使用；/n所述复合材料薄膜的孔径分布范围为10nm～20μm；/n步骤(3)中所述四阶段的烧结工艺处理其具体参数为：在100～120℃保温一到两小时；在500～650℃保温两到四小时；800～950℃保温两到四小时；最后1200～1450℃保温两到四小时。/n