[发明专利]一种Al2

说明书

本发明涉及一种Al₂O₃‑TiO₂‑Fe₂O₃梯度多孔结构陶瓷超滤膜的制备方法，步骤为：S1：依次向球磨罐内加入钛粉、铁粉、氧化铝粉、明胶、分散剂、去离子水及氧化锆球；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。本发明的优点是，解决了现有氧化钛陶瓷烧结温度过高、常规多孔材料烧结坯体容易坍塌的问题，通过Al₂O₃和TiO₂的反应烧结调控超滤膜的孔径结构，工艺简单，节约成本，在环保器械领域应用广泛。

技术领域

本发明属于多孔结构陶瓷超滤膜领域，具体涉及一种Al₂O₃-TiO₂-Fe₂O₃梯度多孔结构陶瓷超滤膜及其制备方法。

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，影响了其在过滤领域的应用。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种Al₂O₃-TiO₂-Fe₂O₃梯度多孔结构陶瓷超滤膜及其制备方法，解决现有氧化钛陶瓷烧结温度过高，以及常规多孔材料烧结坯体容易坍塌的问题，可通过Al₂O₃和TiO₂的反应烧结调控超滤膜的孔径结构，同时工艺简单、应用广泛。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种Al₂O₃-TiO₂-Fe₂O₃梯度多孔结构陶瓷超滤膜的制备方法，其包括以下步骤：

S1：依次向球磨罐内加入钛粉、铁粉、氧化铝粉、明胶、分散剂、去离子水及氧化锆球；

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。

进一步的，所述S1中，钛粉的粒度为0.1～100μm，铁粉的粒度为50～1000 nm，氧化铝粉的粒度为10nm～500μm；质量分数分别为：钛粉1％～10％，铁粉1％～10％，氧化铝粉1％～10％，明胶0％～5％，分散剂0％～5％，其余均为去离子水。

进一步的，所述S1中铁粉的粒度为50～500nm，料浆中铁粉的质量分数为2％～8％，明胶的质量分数为2％～3％，分散剂的质量分数为2％～3％。