一种新型具有催化功能的陶瓷膜管及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106732641A(43)申请公布日2017.05.31(21)申请号201610998320.XB01D53/56(2006.01)(22)申请日2016.11.14B01D46/54(2006.01)B01D69/10(2006.01)(71)申请人江苏省陶瓷研究所有限公司B01D67/00(2006.01)地址214200江苏省无锡市宜兴市丁蜀镇B01D71/02(2006.01)丁山北路196号申请人江苏久吾高科技股份有限公司(72)发明人伦文山徐泽跃彭文博沈云进(74)专利代理机构宜兴市天宇知识产权事务所(普通合伙)32208代理人周舟(51)Int.Cl.B01J23/889(2006.01)B01J35/06(2006.01)B01D53/90(2006.01)B01D53/86(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种新型具有催化功能的陶瓷膜管及其制备方法(57)摘要一种新型具有催化功能的陶瓷膜管及其制备方法，包括一端开口的支撑体、涂覆于支撑体表面的分离膜、填充于支撑体内部空腔处的催化棉以及封于支撑体开口处用于阻挡压紧催化棉的蜂窝陶瓷挡板。本发明的优点在于方法新颖，实施简单，维持了膜管的原有结构及过滤功能，增加了膜管的催化功能，加大了催化活性成分与预过滤气体的接触面积，加强了催化净化的效果，并且由于催化剂与膜管可分离，陶瓷膜管使用一段时间可以对催化成分进行更换或再处理，延长了膜管的使用寿命，降低了使用成本。CN106732641ACN106732641A权利要求书1/2页1.一种新型具有催化功能的陶瓷膜管，其特征在于包括一端开口的支撑体、涂覆于支撑体表面的分离膜、填充于支撑体内部空腔处的催化棉以及封于支撑体开口处用于阻挡压紧催化棉的蜂窝陶瓷挡板。2.根据权利要求1所述的一种新型具有催化功能的陶瓷膜管，其特征在于陶瓷过滤管支撑体气孔率为30%~45%，抗弯强度≥18MPa。3.根据权利要求1所述的一种新型具有催化功能的陶瓷膜管，其特征在于分离膜的膜平均孔径在1~20μm。4.根据权利要求1所述的一种新型具有催化功能的陶瓷膜管，其特征在于蜂窝陶瓷挡2板由堇青石制成，形状为六边形，孔数为5~20/cm，蜂窝陶瓷挡板厚度为1~2cm。5.一种如权利要求1~4之一的新型具有催化功能的陶瓷膜管制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）采用等静压成型制备陶瓷膜管支撑体；（2）在支撑体上涂覆分离膜：2.1分离膜悬浊液的制备：称取短切氧化铝多晶纤维、刚玉粉、粘结剂、分散剂和水，加入容器中搅拌均匀，并且在真空环境下搅拌10~30min以排除浆料中的气泡，制成分离膜悬浊液；2.2用喷枪将分离膜悬浊液均匀喷涂在支撑体外表面，形成厚度0.1~0.5mm的涂层，干燥成型成陶瓷膜管；（3）在硅酸铝陶瓷纤维棉上涂覆催化活性组分得到催化棉；催化活性组分为将六水硝酸铈、五水硝酸锆、四水硝酸锰、九水硝酸铁按照摩尔比为2:3:3:1加入去离子水中，搅拌至充分溶解，得到的Ce-Zr-Mn-Fe混合溶液；（4）催化棉与陶瓷膜管组装成催化功能陶瓷膜管；4.1将催化棉插入陶瓷膜管中空处；4.2在陶瓷膜管开口的一端塞上蜂窝陶瓷，用粘结剂与膜管支撑体相连，即组装成具有催化功能的陶瓷膜管。6.根据权利要求5所述的一种新型具有催化功能的陶瓷膜管制备方法，其特征在于陶瓷膜管支撑体制备包括以下步骤：先称取细度60~100目的碳化硅粉82~85wt%、细度250目的苏州土粉3~4wt%、细度250目的硅微粉3~4wt%、细度250目的滑石粉1~3wt%，40~100目的木屑2~5wt%和浓度为10wt%PVA溶液4~6wt%，经混合造粒制得干压坯料；将干压坯料在35~50MPa压力下等静压成型得到膜管坯体，将其在60~90℃干燥箱中下干燥16~24h，再将干燥后的膜管坯体置于窑炉中烧成，以0.5~1.5℃/min的速度升温到1300~1370℃，并在最高温度恒温3~5h，随炉冷却至室温得到陶瓷膜管支撑体。7.根据权利要求5所述的一种新型具有催化功能的陶瓷膜管制备方法，其特征在于分离膜悬浊液各组分的配比为：平均长度0.1~2mm、直径2~5μm的短切氧化铝多晶纤维5~20wt%，平均粒径3~20μm的刚玉粉为20wt%~40wt%，硅溶胶0.5~3wt%，CMC0.5wt%~2.0wt%，聚丙烯酸铵0.5wt%~2wt%，水45wt%~55wt%。8.根据权利要求5所述的一种新型具有催化功能的陶瓷膜管制备方法，其特征在于步骤2.2中的干燥成型方法为将喷涂涂层后的支撑体在50~90℃下干燥至含水率≤1.0wt%，最后其放入窑炉烧成，以0.5~2℃/min的速度升温到120