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原文传递一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法

专利名称：	一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法
摘要：	本发明公开了一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜及其制备方法，本发明的陶瓷膜采用多层堆叠烧结在一起的膜单元，每层膜单元的厚度从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元上的孔径的平均值也从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上也均呈梯度分布，这样，可以实现大范围的孔径梯度的陶瓷膜的制备，且本发明的梯度分布更加明显，可以保证过滤的效率，同时，又能够减少堵塞现象，而且方便对膜进行清洗处理；本发明的制备方法简单方便，采用堆叠的膜单元的方式，可以提高膜制备的效率，提高膜制备的可靠性；本发明还对陶瓷膜制备设备进行了改进，有效保证陶瓷膜制备的顺利进行，本发明还可以实现不同粒径陶瓷膜的制备。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	天津;12
申请人：	天津大学
发明人：	钟澄;刘杰;胡文彬
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201910158844.1
公开号：	CN109676776A
代理机构：	苏州拓云知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	童强
分类号：	B28B11/24(2006.01);B;B28;B28B;B28B11
申请人地址：	300392 天津市南开区卫津路92号
主权项：	1.一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜，包括多层堆叠烧结在一起的膜单元，其特征在于，每层膜单元的厚度从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元上的孔径的平均值也从下向上呈递增的梯度分布，且每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上也均呈梯度分布。 2.根据权利要求1所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜，其特征在于，最下层的膜单元的平均孔径为纳米级，最上层的膜单元的平均孔径为微米级。 3.根据权利要求1所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜，其特征在于，每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上从下向上也均呈递增的梯度分布。 4.根据权利要求1或2或3所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜，其特征在于，每层膜单元的厚度为0.05-0.8mm。 5.根据权利要求1或2或3所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜，其特征在于，各层膜单元采用从下往上逐层固化成型后再进行烧结而成。 6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤： (1)配制多组陶瓷粉体悬浮液，并使得的各组悬浮液内的陶瓷粉体的平均粒径呈梯度分布，并使得每组悬浮液内的陶瓷粉体内的粒径呈连续梯度变化； (2)将待处理的多孔基体置于固化模具中，采用固化模具逐层的将平均粒径呈梯度分布的各组陶瓷粉体悬浮液置于多孔基体表面，以便于在多孔基体表面逐渐成型为多层的固化好的多层膜坯； (3)将该多层膜置于烧结炉中进行烧结，即可制得本发明的孔径呈梯度分布的陶瓷膜。 7.根据权利要求6所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，配制陶瓷粉体悬浮液时，采用配制罐进行配制，且每个配制罐内均设置有至少一个隔板，所述隔板将每个配制罐分割层多个隔腔，各个隔腔内分别存储不同陶瓷粉体粒径的悬浮液；且所述配制罐的每个隔腔内均设置有一个超声波搅拌器，在进行固化成型下料前，先采用所述超声波搅拌器搅拌均匀，然后再利用不同粒径沉降速率不同的方式使得每层膜单元的孔径在各自的厚度方向上也均呈梯度分布。 8.根据权利要求6所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜的制备方法，其特征在于，在所述步骤(2)中，所采用的固化模具包括下底座、模具座、加热烘干器、精密微控制伸缩器、上模板、下模板、均化吹气管和均化吹气孔板，其中，所述下底座的上端设置有模具座，所述模具座内的上方和下方均设置有加热烘干器，所述加热烘干器内设置有成型容纳腔，所述成型容纳腔的底部设置有下模板，所述下模板的上方设置有可精密控制升降的所述精密微控制伸缩器，所述精密微控制伸缩器控制所述上模板的升降，且精密微控制伸缩器每伸缩一个步调，则所述上模板上升一个间距，该间距构成了该位置的膜单元的厚度，所述上模板的下部出液口连接有多套配制罐，每套配制罐均包括多个存储有呈陶瓷粉体呈梯度分度的配制罐，在进行固化成型时，先使得大粒径陶瓷粉体的配制罐内的悬浮液下料成型，然后，逐渐成型小粒径陶瓷粉体的配制罐内的悬浮液，且精密微控制伸缩器的伸缩步调也成相应的梯度分布；所述上模板和下模板的四周侧均设置有均化吹气孔板，所述均化吹气管上连接至少一个均化吹气管，通过均化吹气管向所述均化吹气孔板吹气，使得下料至下模板上的多孔基体或者膜单元上的悬浮浆液均匀的分散开，并利用所述加热烘干器进行固化处理。 9.根据权利要求6所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜的制备方法，其特征在于，在进行固化成型时，通过控制上模板与所述配制罐之间的下料支管上的电磁阀进行控制不同配置罐内浆液的下料，每套配制罐的各个下料支管均通过下料主管与上模板连通。 10.制备权利要求1-5任意一项所述的一种孔径呈梯度分布的陶瓷膜的制备设备，其特征在于，其包括多套悬浮液配制罐、固化模具和烧结炉，其中，每套悬浮液配制罐包括多个配制罐，每个配制罐内均设置有至少一个隔板，所述隔板将每个配制罐分割层多个隔腔，各个隔腔内分别存储不同陶瓷粉体粒径的悬浮液；且所述配制罐的每个隔腔内均设置有一个超声波搅拌器；所述固化模具包括下底座、模具座、加热烘干器、精密微控制伸缩器、上模板、下模板、均化吹气管和均化吹气孔板，其中，所述下底座的上端设置有模具座，所述模具座内的上方和下方均设置有加热烘干器，所述加热烘干器内设置有成型容纳腔，所述成型容纳腔的底部设置有下模板，所述下模板的上方设置有可精密控制升降的所述精密微控制伸缩器，所述精密微控制伸缩器控制所述上模板的升降，且精密微控制伸缩器每伸缩一个步调，则所述上模板上升一个间距，该间距构成了该位置的膜单元的厚度，所述上模板的下部出液口连接有多套配制罐，每套配制罐均包括多个存储有呈陶瓷粉体呈梯度分度的配制罐，在进行固化成型时，先使得大粒径陶瓷粉体的配制罐内的悬浮液下料成型，然后，逐渐成型小粒径陶瓷粉体的配制罐内的悬浮液，且精密微控制伸缩器的伸缩步调也成相应的梯度分布；所述上模板和下模板的四周侧均设置有均化吹气孔板，所述均化吹气管上连接至少一个均化吹气管，通过均化吹气管向所述均化吹气孔板吹气，使得下料至下模板上的多孔基体或者膜单元上的悬浮浆液均匀的分散开，并利用所述加热烘干器进行固化处理。
所属类别：	发明专利