1.一种净水用梯度碳化硅陶瓷膜的制备方法,包括有以下步骤:
1)碳化硅陶瓷支撑体制备
A1、原材料选取:碳化硅粉、有机硅聚合物、沥青、煤油按质量比100:8-14:6-10:3-5选取备用;
B1、原材料混合:先将碳化硅粉和有机硅聚合物混合均匀形成混合物,再将沥青和煤油混合均匀形成混合物,最后将分别得到的混合物再次混合均匀;
C1、碳化硅陶瓷支撑体素胚的成型:将步骤B1所得的混合物放入挤出成型机,成型为多通道管状素胚;
D1、碳化硅陶瓷支撑体的烧制:将碳化硅陶瓷支撑体素胚放入管式炉中,按6℃/min的速度升温至400℃,再按9℃/min的速度升温至1400-1500℃,并保温1h,随炉冷却至室温,制得碳化硅陶瓷支撑体;
2)碳化硅中间层的制备
A2、淀粉胶体制备:将水、淀粉、纤维素醚按质量比100:40-50:0.1-0.5混合均匀,制得淀粉胶体;
B2、碳化硅陶瓷支撑体的预处理:将步骤1)所得的碳化硅陶瓷支撑体置于淀粉胶体中浸渍2min,再在烘箱中干燥;
C2、碳化硅中间层浆液的制备:将水、碳化硅粉、有机硅聚合物、纤维素醚按质量比
100:50-60:5-6:0.1-0.5混合均匀,制得碳化硅中间层浆液;
D2、碳化硅中间层涂覆:将碳化硅中间层浆液注入按步骤B2预处理的碳化硅陶瓷支撑体的通道中,使碳化硅中间层浆液在碳化硅陶瓷支撑体的通道中流动20-30s;
E2、碳化硅中间层的烧制:将按步骤D2方法涂覆后的碳化硅陶瓷支撑体,放入管式炉中,按9℃/min的速度升温至1400-1500℃,并保温1h,随炉冷却至室温,得到表面烧结碳化硅中间层的碳化硅陶瓷支撑体;
3)碳化硅膜层的制备
A3、表面烧结碳化硅中间层的碳化硅陶瓷支撑体的预处理:将步骤2)所得的表面烧结碳化硅中间层的碳化硅陶瓷支撑体再次置于淀粉胶体中浸渍2min,再在烘箱中干燥;
B3、碳化硅膜层浆液的制备:将水、碳化硅粉、有机硅聚合物、纤维素醚按质量比
100:50-60:5-6:0.1-0.5混合均匀,制得碳化硅膜层浆液;
C3、碳化硅膜层涂覆:将碳化硅膜层浆液注入按步骤A3预处理的表面烧结碳化硅中间层的碳化硅陶瓷支撑体的通道中,使碳化硅膜层浆液在表面烧结碳化硅中间层的碳化硅陶瓷支撑体的通道中流动20-30s;
D3、碳化硅膜层的烧制:将按步骤C3方法涂覆碳化硅膜层浆液的表面烧结碳化硅中间层的碳化硅陶瓷支撑体,放入管式炉中,按9℃/min的速度升温至1400-1500℃,并保温1h,随炉冷却至室温,将碳化硅膜层烧结至碳化硅中间层表面,最终制得净水用梯度碳化硅陶瓷膜材料。
2.根据权利要求1所述的净水用梯度碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于步骤1)中所述的碳化硅粉平均粒径为80-100μm,纯度98%;有机硅聚合物为聚碳硅烷或聚硼硅烷,分子量1000;沥青为90号石油沥青或110号石油沥青。
3.根据权利要求1所述的净水用梯度碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于步骤2)所述的碳化硅粉平均粒径为10-60μm,纯度98%;淀粉平均粒径为0.1-1μm;纤维素醚为羟甲基纤维素醚或羟乙基纤维素醚,分子量为20000;有机硅聚合物为聚碳硅烷或聚硼硅烷。
4.根据权利要求1所述的净水用梯度碳化硅陶瓷膜的制备方法,其特征在于步骤3)中所述的碳化硅粉平均粒径为1-10μm,纯度98%。