本發(fā)明屬于陶瓷領(lǐng)域，尤其涉及一種過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前，壁流式蜂窩陶瓷作為含塵廢氣凈化、尤其是高溫含塵氣體除塵處理用過濾元件，已廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)尾氣處理等廢氣凈化技術(shù)領(lǐng)域。然而，壁流式蜂窩陶瓷在長(zhǎng)期的除塵運(yùn)行過程中，微細(xì)粉塵容易隨氣流進(jìn)入孔道壁內(nèi)的微孔中，并在聯(lián)通微孔的頸部塞積，從而降低蜂窩陶瓷的孔隙率、增大氣體過濾阻力、降低對(duì)含塵廢氣過濾的處理效率。盡管采用高壓脈沖反吹等方式可以清除部分孔道壁內(nèi)微孔中的顆粒物，但由于孔道壁中微孔是不規(guī)則的聯(lián)通結(jié)構(gòu)，在高壓脈沖氣體反吹過程中，仍然有大量顆粒物在微孔的頸部塞積，導(dǎo)致大量粉塵顆粒殘留在蜂窩陶瓷過濾體的孔道壁中。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)和反吹次數(shù)的增多，該部分殘留粉塵顆粒在孔道壁內(nèi)微孔中形成緊密堆積，大幅度降低了過濾效率，最終致使過濾元件報(bào)廢。

為改善和提高壁流式蜂窩陶瓷的性能，目前現(xiàn)有技術(shù)對(duì)該領(lǐng)域的研究一般僅局限于陶瓷過濾體的材料選擇、組成配方、成型工藝、燒成工藝等方面。例如，與一般陶瓷過濾體相比，堇青石質(zhì)陶瓷具有低熱膨脹性、耐高溫、耐熱沖擊等特性，因此是目前高溫含塵廢氣處理主要選用的過濾元件。但現(xiàn)有技術(shù)仍然無法很好地解決上述粉塵顆粒塞積的問題，急需研究開發(fā)有效的技術(shù)措施以提高壁流式蜂窩陶瓷的使用性能，提高過濾效率、延長(zhǎng)使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種使用壽命長(zhǎng)的過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體，其特征在于，首先將氧化鋁微粉和助熔劑混合，以硫酸鈦為前驅(qū)體，對(duì)氧化鋁顆粒表面進(jìn)行修飾；其次制備泥料，泥料經(jīng)真空煉制、陳腐、擠出成型和微波干燥，得到干胚體；然后將制備改性漿料，將干胚體表面改性；最后高溫?zé)Y(jié)，得到過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體。

所述的過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體，其特征在于，其由如下步驟制備而成：

（1）將高嶺土、滑石粉以1：0.9-1.1的質(zhì)量比混合，置于80-90℃的真空干燥箱中干燥5-6h，再經(jīng)濕法球磨，烘干，粉碎過篩得到200-250目的混合粉末，待用；

（2）將氧化鋁微粉和混合粉末以1：0.02-0.03的質(zhì)量比置于反應(yīng)容器中，加入相當(dāng)于氧化鋁微粉重量份15-20倍的去離子水，超聲震蕩50-60min，使其充分分散，邊攪拌邊滴加硫酸鈦溶液，室溫下磁力攪拌30-40min，然后滴加氨水將體系的ph值調(diào)節(jié)至9.5-10.5，繼續(xù)磁力攪拌2-3h，過濾，洗滌、干燥，得到表面修飾氧化鋁微粉；

（3）將表面修飾氧化鋁微粉、粘土、木粉加入到混料機(jī)中，再加入羥丙基甲基纖維素，混合60-80min，加入聚乙烯醇、丙三醇和水，繼續(xù)混合50-60min，得到泥料；

（4）將泥料在真空度為0.15-0.2mpa的條件下真空脫氣煉制2-3次，陳腐20-24h，在成型機(jī)上通過擠壓成形，得到濕胚體，將濕胚體置于微波爐中干燥3-5min，得到干胚體；

（5）將堇青石、羥丙基甲基纖維素、聚丙烯酸鈉和水以1：0.15-0.2：0.2-0.22：15-18的質(zhì)量比混合，置于球磨機(jī)內(nèi)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為600-800r/min的條件下球磨混合6-8h，得到改性漿料；

（6）將干胚體緩慢浸入改性漿料中，停留2-3min后緩慢取出，置于微波爐中微波加熱50-60s；將胚體放入馬弗爐中，空氣氛圍下，以4-5℃/min速率升溫至600℃，保溫2h，然后在0.4-0.5mpa氣壓下氮?dú)猸h(huán)境中以8-10℃/min速率升溫至1100℃，保溫30-40min，最后以2-3℃/min速率升溫到1500℃，保溫60-80min，自然冷卻至室溫，得到一種過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體。

所述的過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體的制備方法，其特征在于，步驟（2）中硫酸鈦溶液中鈦與氧化鋁的質(zhì)量比為1：200-250。

所述的過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體的制備方法，其特征在于，步驟（3）中表面修飾氧化鋁微粉、粘土、木粉、羥丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、丙三醇和水的質(zhì)量比為1：0.3-0.4：0.12-0.15：0.003-0.004：0.006-0.008：0.06-0.08：0.4-0.45。

所述的過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體的制備方法，其特征在于，步驟（4）和步驟（6）中微波爐的功率為700-800w。

通過上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明首先將高嶺土和滑石粉混合干燥、濕法球磨、干燥，得到混合粉末；然后將氧化鋁微粉和混合粉末混合后，以硫酸鈦為前驅(qū)體，以硫酸鈦?zhàn)髑膀?qū)體，通過包覆工藝對(duì)氧化鋁粉體表面進(jìn)行修飾；一方面，高嶺土和二氧化鈦的引入，高嶺土可作為助熔劑，氧化鋁大顆粒之間依靠二氧化鈦與氧化鋁的固溶反應(yīng)及固相燒結(jié)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)頸部燒結(jié)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了陶瓷過濾體的低溫制備，降低了降低陶瓷過濾體的燒結(jié)溫度；另一方面，二氧化鈦是一種環(huán)境安全的清潔劑，在紫外線作用下，可以降解消除汽車尾氣中的氮氧化合物，起到凈化空氣的作用。堇青石質(zhì)陶瓷具有低熱膨脹性、耐高溫、耐熱沖擊等特性，以堇青石制備的改性漿料，將陶瓷過濾體表面改性，經(jīng)高溫?zé)Y(jié)，陶瓷過濾體表面覆蓋一層堇青石質(zhì)陶瓷，可以改善粉塵顆粒塞積的問題，提高壁流式蜂窩陶瓷的使用性能，提高過濾效率、延長(zhǎng)使用壽命。本發(fā)明的陶瓷過濾體，具有抗熱震、強(qiáng)度高、氣孔率高等特點(diǎn)，性能優(yōu)異，能夠很好地滿足高溫含塵廢氣凈化處理的技術(shù)要求。

具體實(shí)施方式

本實(shí)施例的過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體，其由如下步驟制備而成：

（1）將高嶺土、滑石粉以1：0.9的質(zhì)量比混合，置于90℃的真空干燥箱中干燥6h，再經(jīng)濕法球磨，烘干，粉碎過篩得到250目的混合粉末，待用；

（2）將氧化鋁微粉和混合粉末以1：0.03的質(zhì)量比置于反應(yīng)容器中，加入相當(dāng)于氧化鋁微粉重量份20倍的去離子水，超聲震蕩60min，使其充分分散，邊攪拌邊滴加硫酸鈦溶液，室溫下磁力攪拌40min，然后滴加氨水將體系的ph值調(diào)節(jié)至10，繼續(xù)磁力攪拌3h，過濾，洗滌、干燥，得到表面修飾氧化鋁微粉；

（3）將表面修飾氧化鋁微粉、粘土、木粉加入到混料機(jī)中，再加入羥丙基甲基纖維素，混合80min，加入聚乙烯醇、丙三醇和水，繼續(xù)混合60min，得到泥料；

（4）將泥料在真空度為0.2mpa的條件下真空脫氣煉制3次，陳腐24h，在成型機(jī)上通過擠壓成形，得到濕胚體，將濕胚體置于微波爐中干燥5min，得到干胚體；

（5）將堇青石、羥丙基甲基纖維素、聚丙烯酸鈉和水以1：0.2：0.22：18的質(zhì)量比混合，置于球磨機(jī)內(nèi)，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為800r/min的條件下球磨混合8h，得到改性漿料；

（6）將干胚體緩慢浸入改性漿料中，停留3min后緩慢取出，置于微波爐中微波加熱60s；將胚體放入馬弗爐中，空氣氛圍下，以5℃/min速率升溫至600℃，保溫2h，然后在0.5mpa氣壓下氮?dú)猸h(huán)境中以10℃/min速率升溫至1100℃，保溫40min，最后以3℃/min速率升溫到1500℃，保溫80min，自然冷卻至室溫，得到一種過濾效率高的壁流式蜂窩陶瓷過濾體。

本實(shí)施例的步驟（2）中硫酸鈦溶液中鈦與氧化鋁的質(zhì)量比為1：200。

本實(shí)施例的步驟（3）中表面修飾氧化鋁微粉、粘土、木粉、羥丙基甲基纖維素、聚乙烯醇、丙三醇和水的質(zhì)量比為1：0.4：0.15：0.004：0.006：0.08：0.45。

本實(shí)施例的步驟（4）和步驟（6）中微波爐的功率為700w。