[发明专利]一种管状多孔金属膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种管状多孔金属膜及其制备方法，以金属网为原料，通过薄板卷板机将金属网卷制成紧实的管状结构，然后采用阴极电沉积金属单质的方式将各网面之间进行锚定，得到管状前驱体膜；将该前驱体膜置于惰性或还原性气氛下进行高温烧结，得到管状多孔金属膜。本制备方法过程简单、易操作、成品率高，本发明提供的金属膜材料相比于传统粉末烧结的金属膜具有更优的柔韧性和机械强度，同时膜孔结构规则有序，膜孔尺寸分布均一、精细可控。该膜材料可用于废水处理、粉尘过滤、膜催化反应器、催化氧化膜基膜和复合膜支撑体等领域，特别是在极端条件下也展现出良好的应用前景。

技术领域

本发明属于新型膜材料技术领域，具体涉及一种管式多孔金属膜及其制备方法。

技术背景

随着我国工业化建设和发展水平的不断提升，我国环境的污染问题越来越严峻，水污染、大气污染等事件频发，针对目前存在的环境污染问题，急需创新性的技术有效防治环境污染。膜分离技术是一种以分离膜为核心，利用膜的选择透过性来实现不同组分的分离、纯化和浓缩的一门新兴技术。与传统分离技术相比，膜分离技术凭借其分离效率高、节能环保、占地面积小、易于放大等优点，成为新世纪备受瞩目的分离技术之一，在气体分离，水处理，气体除尘，膜反应器等领域得到广泛的应用。目前常用的膜材料主要包括聚合物膜，陶瓷膜，炭膜，金属膜以及各种复合膜。

其中多孔金属膜是一种新型的膜材料，兼具膜材料的分离选择性和金属材料的优异导电性、热稳定性、化学稳定性和机械强度，以及特殊的可修饰性，并且能够在某些特定的特殊和极端的条件如高温高压等环境中使用。目前常见报道的多孔金属膜，一般都是以金属粉末为原料，经过加压成型或者相转化成型，然后高温烧结而成的，孔结构是由颗粒堆积而成，孔结构不均匀，孔尺寸均一性较差，孔径分布较宽。与此同时，粉末烧结的通常柔韧性较差。在尺寸较小，厚度较薄的情况下，膜材料的机械强度会受到制约，限制了金属膜的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供柔韧性高，机械强度大，孔结构规则可调的管状多孔金属膜及其制备方法，改善传统多孔金属膜材料柔韧性较差、机械强度不足、孔径分布不均一等缺点。

本发明采取的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种管状多孔金属膜，所述管状多孔金属膜所述管状多孔金属膜以金属网为原料经机械卷制、电沉积锚定和高温烧结等工艺制备而成。

优选地，所述的多孔金属膜的外径为1～100mm，平均膜孔径为0.1～20.0μm，孔隙率为20％～60％。

另一方面，本发明提供了上述管状多孔金属膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)以金属网为原料，通过薄板卷板机将金属网卷制成紧实的管状结构，然后采用阴极电沉积金属单质的方式进行锚定得到管状前驱体膜；

(2)将管状前驱体膜置于惰性或还原性气氛下进行高温烧结，得到管状多孔金属膜。

优选地，步骤(1)中管状前驱体膜的制备工艺具体包括：①将金属网裁剪成一定尺寸的矩形，置于薄板板材卷板机中，设置卷板机参数，卷制成致密的管状结构；②将该卷制的管状多层金属网置于对应的电解液中，以管状多层金属网为阴极，铂电极、石墨电极或对应的金属电极等为阳极，采用电沉积金属单质的方式将金属网的各网面之间进行锚定，得到前驱体膜。