一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法。包括以下步驟：（1）將多孔陶瓷膜置于超聲波清洗器中處理10?120 min，然后置于50?80℃的烘箱中干燥1?12 h；（2）將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟（1）所述的多孔陶瓷膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可；（3）將步驟（2）所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在300?700℃處理1?12 h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。本發(fā)明通過(guò)一步成型的方法，具有工序簡(jiǎn)單、所需設(shè)備較少、成本較低的優(yōu)點(diǎn)。制備的超疏水陶瓷膜材料的接觸角可達(dá)155o，疏水性能優(yōu)良，可應(yīng)用于水污染的治理等領(lǐng)域。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及疏水陶瓷膜的制備方法，具體涉及一種超疏水陶瓷膜的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，傳統(tǒng)陶瓷的親水特性無(wú)法滿(mǎn)足使用需求，對(duì)其進(jìn)行疏水改性，提高疏水性能，從而應(yīng)用于污水處理等環(huán)保領(lǐng)域具有十分重要的科學(xué)價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。
[0003]專(zhuān)利CN 103755391A公開(kāi)了一種疏水陶瓷表面改性的方法，首先配制第一溶液，SP硅烷化合物/有機(jī)溶劑的混合溶液，將其用來(lái)活化陶瓷;然后將金屬粉末、水和丙酮的混合物溶液加入第一溶液，再次用來(lái)活化陶瓷。本專(zhuān)利采用了低表面能的硅烷或氟代硅烷化合物與超聲技術(shù)相結(jié)合的方式，制備的陶瓷具有疏水性。專(zhuān)利CN 102976754A公開(kāi)了一種燒結(jié)超疏水性植物葉片制備碳素超疏水陶瓷方法，其中采用的是荷葉、粽葉、水稻葉等超疏水植物葉片高溫烘烤后，置于氬氣、氮?dú)獾确茄趸詺夥罩袩Y(jié)得到碳素陶瓷，然后浸泡于氟硅烷和異丙醇溶液中的方式，制備了超疏水碳素陶瓷，接觸角可達(dá)I 58 °。專(zhuān)利CN102976763A公開(kāi)了一種燒結(jié)植物葉片制備碳/氧化鋅超疏水陶瓷的方法，其中采用的是以超疏水性植物葉片為制備模板，通過(guò)非氧化氣氛保護(hù)燒結(jié)，得到具有葉片構(gòu)造的碳素陶瓷，再經(jīng)過(guò)硝酸鋅溶液的浸漬處理，并通過(guò)非氧化氣氛保護(hù)燒結(jié)，得到碳/氧化鋅陶瓷。并用氟硅烷低表面能進(jìn)行修飾，制備出超疏水陶瓷，接觸角可達(dá)162 °。但工藝略顯復(fù)雜。
[0004]專(zhuān)利CN1901989B公開(kāi)了具有疏水涂層的陶瓷結(jié)構(gòu)，可用作NOx催化劑載體，或用作DPF的催化劑載體結(jié)構(gòu)。將包含有粉狀堇青石、甲基纖維素粘結(jié)劑、二氧化硅等的一種堇青石組合物施涂于多微孔陶瓷表，然后干燥，熱處理的方式，測(cè)試結(jié)果表面接觸角大于50 °。N10287218A先配制含硅聚合物溶液，然后進(jìn)行靜電紡絲，接下來(lái)經(jīng)過(guò)熱處理和表面處理的方式制備了疏水吸油陶瓷纖維氈，接觸角最高為142°。
[0005]接觸角是評(píng)價(jià)疏水材料的關(guān)鍵指標(biāo)，接觸角越高，表明材料的疏水性能越好。當(dāng)接觸角大于150°時(shí)，可認(rèn)定該材料具有超疏水性能。隨著水污染情況的日益嚴(yán)重以及相關(guān)環(huán)保法規(guī)的出臺(tái)，具有良好疏水性能，制備方法簡(jiǎn)便、設(shè)備投資小的超疏水陶瓷膜材料必將引起人們極大的關(guān)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法，通過(guò)一步成型法，制備出接觸角可達(dá)155 0，疏水性能優(yōu)良的陶瓷膜。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案的步驟如下:
(1)將多孔陶瓷膜置于超聲波清洗器中處理10-120min，然后置于50-80°C的烘箱中干燥1-12 h;
(2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述的多孔陶瓷膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可； (3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在300-700°C處理1-12 h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。
[0008]所述多孔陶瓷膜為氧化鋁平板膜、氧化鋯平板膜、二氧化硅平板膜或二氧化鈦平板膜。
[0009]所述聚四氟乙烯粉末的平均孔徑小于5μπι。
[0010]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
本發(fā)明的制備方法通過(guò)一步成型的方法，具有工序簡(jiǎn)單、所需設(shè)備較少(僅需要一臺(tái)高溫爐)，由此成本較低的優(yōu)點(diǎn)。制備的超疏水陶瓷膜材料的接觸角可達(dá)155 °，疏水性能優(yōu)良，可應(yīng)用于水污染的治理等領(lǐng)域。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但是本發(fā)明并不僅僅限于以下實(shí)施例。
[0012]實(shí)施例1:
(1)將氧化鋁平板膜置于超聲波清洗器中處理10min，然后置于50°C的烘箱中干燥12
h；
(2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述氧化鋁平板膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可；
(3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在300°C處理12h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。經(jīng)水接觸角測(cè)試儀(DCAT21 Dataphysics, Germany)測(cè)試，其接觸角為 1550。
[0013]實(shí)施例2:
(1)將氧化鋯平板膜置于超聲波清洗器中處理120min，然后置于80°C的烘箱中干燥I
h；
(2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述氧化鋯平板膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可；
(3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在700°C處理Ih，得到一種超疏水陶瓷膜材料。經(jīng)水接觸角測(cè)試儀(DCAT21 Dataphysics，Germany)測(cè)試，其接觸角為1550。
[0014]實(shí)施例3:
(1)將二氧化硅平板膜置于超聲波清洗器中處理100min，然后置于60°C的烘箱中干燥10 h；
(2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述二氧化硅平板膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可；
(3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在400°C處理10h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。經(jīng)水接觸角測(cè)試儀(DCAT21 Dataphysics, Germany)測(cè)試，其接觸角為 1530。
[0015]實(shí)施例4:
(I)將二氧化鈦平板膜置于超聲波清洗器中處理50 min，然后置于70°C的烘箱中干燥8 h；
(2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述二氧化鈦平板膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可；
(3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在500°C處理6h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。經(jīng)水接觸角測(cè)試儀(DCAT21 Dataphysics，Germany)測(cè)試，其接觸角為151°o
[0016] 實(shí)施例5:
(1)將氧化鋁平板膜置于超聲波清洗器中處理80min，然后置于80°C的烘箱中干燥2
h；
(2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述氧化鋁平板膜的表面，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可；
(3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在600°C處理3h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。經(jīng)水接觸角測(cè)試儀(DCAT21 Dataphysics，Germany)測(cè)試，其接觸角為150°o
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)將多孔陶瓷膜置于超聲波清洗器中處理10-120min，然后置于50-80°C的烘箱中干燥1-12 h; (2)將聚四氟乙烯粉末均勻地鋪展在步驟(I)所述的多孔陶瓷膜的表面上，能夠完全蓋住多孔陶瓷膜的表面即可； (3)將步驟(2)所述試樣放入高溫爐中，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，在300-700°C處理1-12h，得到一種超疏水陶瓷膜材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法，所述多孔陶瓷膜為氧化鋁平板膜、氧化鋯平板膜、二氧化硅平板膜或二氧化鈦平板膜。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超疏水陶瓷膜材料的制備方法，所述聚四氟乙烯粉末的平均孔徑小于5 μπι。
【文檔編號(hào)】C04B41/85GK106083197SQ201610406756
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月12日
【發(fā)明人】唐紅艷, 郭玉海, 王峰, 張華鵬, 郝麗婷
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)