[发明专利]一种泡沫陶瓷过滤器及其制备方法

权利要求书

1.一种泡沫陶瓷过滤器，其特征在于，该泡沫陶瓷过滤器原料各组成成分及其重量份数比为：三氧化二铝25~30份、草木灰18~20份、碳化硼8~10份、纳米氧化锆8~10份、纳米二氧化钛8~10份、纳米氧化钇6~8份、氧化镁13~15份、天然粘土10~15份、糯米粉10~12份、鱼骨粉2.5~3份、羧甲基纤维素4~6份、分散剂10~12份、聚苯乙烯20~30份、3-甲基苯乙炔18~22份、三乙醇胺40~50份、碳酸钾15~20份、聚丙烯28~30份、氧化锌8~13份、皂荚6~8份、环状糊精50~60份、微晶纤维素5~6份、甜菜碱5~6份、聚乙烯醇10~12份、发泡剂8~12份、去离子水适量。

2.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷过滤器，其特征在于，所述的天然粘土为钦州泥兴陶土中的白泥和紫泥按照重量比例为4~5:6~5的比例混合得到。

3.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷过滤器，其特征在于，所述的分散剂为羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、六偏磷酸钠、乙烯基双硬脂酰胺中的一种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的一种泡沫陶瓷过滤器，其特征在于，所述的发泡剂为偶氮二甲酰胺、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或两种以上的组合。

5.一种制备如权利要求1~4任一所述的泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)将三氧化二铝25~30份、草木灰18~20份、碳化硼8~10份、纳米氧化锆8~10份、纳米二氧化钛8~10份、纳米氧化钇6~8份、氧化镁13~15份、天然粘土10~15份、糯米粉10~12份、鱼骨粉2.5~3份、羧甲基纤维素4~6份、分散剂10~12份混合均匀后加入去离子水再次搅拌混合均匀得到混合物料，将混合物料置于球磨机中进行研磨，配制成固含量质量分数为50~60%的陶瓷浆料；

步骤2)泡沫载体的制备：取聚苯乙烯20~30份加入到反应釜中然后加入四氢呋喃进行溶解，在氮气保护下往反应釜中加入3-甲基苯乙炔18~22份、三乙醇胺40~50份、碳酸钾15~20份，在温度60~80℃下加热回流20~22h，然后过滤，用甲醇、蒸馏水重复洗涤4~5次，然后在100~105℃下干燥10h得到共轭微孔聚合物；将共轭微孔聚合物、聚丙烯28~30份、氧化锌8~13份、皂荚6~8份、微晶纤维素5~6份、甜菜碱5~6份、聚乙烯醇10~12份、发泡剂8~12份、去离子水35~40份混合均匀后送入双螺杆挤出发泡机直接挤出发泡得到泡沫载体，设置双螺杆发泡机加料段温度为150~160℃、压缩段和均化段温度为160~180℃、机头和口模温度为140~150℃；

步骤3)泡沫载体的预处理：称取环糊精50~60份置于去离子水中得到悬浮液，然后将氢氧化钠固体6~8份加入到悬浮液中搅拌直到溶液变澄清，然后加入一氯乙酸50~60份，在50℃下进行反应，反应结束后用HCl调节pH至2，将反应液滴入装有大量甲醇的反应釜中，产生大量白色絮状沉淀物，静置10~12min后用醋酸纤维素滤膜进行过滤，再将其放入50℃的真空干燥箱中进行干燥得到羧基化环糊精；然后将制备好的羧基化环状糊精溶解于去离子水中，加入过氧化苯甲酸叔丁酯10~12份、泡沫载体，于40~50℃下搅拌反应20~24h，反应结束后用乙醇洗涤处理过后的泡沫载体2~3次，然后再用去离子水洗涤2~3次，最后烘干即得到预处理的泡沫载体；

步骤4)将预处理的泡沫载体中浸入陶瓷料浆中并置于超声波反应器中进行超声波浸渍，再将含有陶瓷浆料的泡沫载体输入滚压机内进行挤压，挤出过剩料浆，制成泡沫陶瓷坯体，将胚体放入干燥箱中在100~105℃下进行干燥，干燥完毕后将冷却至室温，然后将冷却后的泡沫陶瓷坯体从室温以50℃/h的速率升温至600℃使有机泡沫体完全挥发，然后再以100℃/h的升温速率将温度升至800℃下保温60~90min得到素坯，然后再将素坯转移到真空烧结炉内升温至1500~1600℃保温4~5h，自然冷却至室温即得泡沫陶瓷过滤器。

6.根据权利要求5所述的制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于，所述的球磨机中的球磨介质为高铝球石，设置球磨的温度为50~60℃，球磨转速为400~500r/min，研磨时间为4~5h。

7.根据权利要求5所述的制备泡沫陶瓷过滤器的方法，其特征在于，所述的超声波反应器中设置的超声波功率为400~600w、超声频率为25kHz、超声时间为50~60min。