[发明专利]一种碳化硅过滤膜层及其低温制备方法

摘要

本发明属于多孔陶瓷材料领域，具体为一种碳化硅过滤膜层及其低温制备方法。碳化硅过滤膜层的组成为纯质SiC，表面膜层由细颗粒碳化硅堆积结合而成，孔径20nm～20μm，膜层孔隙率在40～50％之间，具有高通孔隙率、低压降、强度高、抗热冲击性能好、使用温度高的特点。采用细碳化硅颗粒、有机硅前驱体、造孔剂添加剂配制膜层浆料，采用喷涂表面制备膜层，经干燥后，烧结得到纯质碳化硅膜层。本发明采用有机硅前驱体裂解生成结合相，烧结温度低，孔隙结构控制容易，所制备膜层即可在氧化气氛下使用，也可以在还原气氛下使用，耐酸、碱腐蚀性能强，可用于煤气化化工及IGCC、PFBC煤气化发电、高温烟气、汽车尾气、水净化等各种高、低温流体过滤净化。

主权项

1.一种碳化硅过滤膜层的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将20nm碳化硅颗粒、聚甲基硅烷、20nm碳粉、二甲苯按质量比例为4：5：2：8共混，经机械搅拌后球磨1.5小时得膜层浆料；利用气体喷枪将浆料喷涂在旋转的过滤材料支撑体上，通过调节支撑体与喷枪之间相对位移速度控制膜层厚度，干燥后得到表面膜层；喷枪物料流速为10克/秒，过滤支撑管转速10rpm/分钟；支撑体与喷枪相对位移速度为70mm/min，喷涂后，膜层经70℃、1小时，然后继续升温至200℃、2小时干燥处理，将干燥后膜层在真空下烧结，起始升温速率1℃/分钟，升温至600℃，保温0.5小时使得有机硅前驱体基本裂解；然后继续升温，升温速率为5℃/分钟，温度为1100℃，保温2小时，得具有碳化硅过滤膜层；再将上述碳化硅过滤膜层在空气气氛下800℃氧化处理1小时，去除造孔添加剂，使得膜层孔隙率提升至设计水平；从而，得到碳化硅过滤膜层厚度为400μm，平均孔径尺寸为20nm，孔隙率为45%，膜层耐温1000℃。