本發(fā)明涉及一種陶瓷基復(fù)合材料，特別涉及一種具有表層網(wǎng)狀分布碳化硅納米線過濾結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
我國目前大部分地區(qū)霧霾污染十分嚴重，人民生活深受霧霾危害，目前對于霧霾的治理難以徹底，除霾方式有限，且效果甚微，治標(biāo)不治本的方式難以將我國現(xiàn)階段存在的霧霾污染問題徹底解決。除霾要從源頭治理抓起，霧霾的罪魁禍?zhǔn)拙褪敲禾坎牧先紵?，煤炭燃燒后高溫?zé)煔鉀]有得到有效處理直接排放到大氣中。一方面，造成空氣中微小顆粒（pm2.5）含量急劇上升，導(dǎo)致了嚴重的霧霾污染；另一方面，對于煤炭燃燒后的高溫?zé)煔饽茉蠢寐实?，能源損失大。因此，降低工業(yè)煙氣排放，提高能源利用率，發(fā)展優(yōu)異、高效、可靠的高溫?zé)煔膺^濾材料應(yīng)用于燃煤工業(yè)是利國利民的大事。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，涉及含塵氣體在高溫下直接凈化除塵和應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，如能源工業(yè)中煤的氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，（igcc）工藝流程的高溫煤氣,石化和化工工業(yè)的高溫反應(yīng)氣體，冶金工業(yè)高爐與轉(zhuǎn)爐高溫煤氣，玻璃工業(yè)的高溫尾氣，鍋爐、焚燒爐的高溫廢氣等。高溫工業(yè)氣體含有大量的物理顯熱、化學(xué)潛熱、動力能以及可利用的物質(zhì)，如固體催化劑，它的合理利用有著十分巨大的經(jīng)濟價值。高溫氣體的凈化除塵是實現(xiàn)高溫氣體資源合理利用所必不可少的關(guān)鍵技術(shù)，同時也是一項先進的環(huán)保技術(shù)。在高溫過濾介質(zhì)的研制方面,多年來圍繞著陶瓷過濾材料抗熱震性的改善、金屬過濾材料耐高溫腐蝕性的提高開展了大量的研究工作，取得了實質(zhì)性進展，尤其是陶瓷纖維增強復(fù)合多孔材料的開發(fā)使得陶瓷過濾材料抗熱震性的得到顯著改善。
申請?zhí)枮?01210093722.7的中國發(fā)明專利公開了一種純質(zhì)碳化硅過濾膜層及其制備方法，該種純質(zhì)碳化硅過濾膜層具有高通孔隙率、低壓降、強度高、抗熱沖擊性能好、使用溫度高的特點，制備方法易于實現(xiàn)，能夠保證產(chǎn)品性能。純質(zhì)碳化硅過濾膜層的組成為純質(zhì)sic，表面膜層由細顆粒碳化硅堆積結(jié)合而成，孔徑0.1～20μm，膜層孔隙率在25～50％之間。采用細碳化顆粒、硅粉、造孔劑添加劑及有機樹脂配制膜層原料，采用噴涂或浸漬方法表面制備膜層，經(jīng)干燥后，燒結(jié)得到純質(zhì)碳化硅膜層。本發(fā)明可在氧化氣氛下使用，也可以在還原氣氛下使用，耐酸、堿腐蝕性能強，可用于煤氣化化工及igcc、pfbc煤氣化發(fā)電、高溫?zé)煔狻⑵囄矚?、水凈化等各種高、低溫流體過濾凈化。但是該制備方法得到的碳化硅過濾膜層結(jié)合性差，復(fù)雜環(huán)境中耐溫容限較低。
申請?zhí)枮?01410699493.2的中國發(fā)明專利公開了一種碳化硅過濾膜層及其低溫制備方法，碳化硅過濾膜層的組成為純質(zhì)sic，表面膜層由細顆粒碳化硅堆積結(jié)合而成，孔徑20nm～20μm，膜層孔隙率在40～50％之間，具有高通孔隙率、低壓降、強度高、抗熱沖擊性能好、使用溫度高的特點。采用細碳化硅顆粒、有機硅前驅(qū)體、造孔劑添加劑配制膜層漿料，采用噴涂表面制備膜層，經(jīng)干燥后，燒結(jié)得到純質(zhì)碳化硅膜層。本發(fā)明采用有機硅前驅(qū)體裂解生成結(jié)合相，燒結(jié)溫度低，孔隙結(jié)構(gòu)控制容易，所制備膜層即可在氧化氣氛下使用，也可以在還原氣氛下使用，耐酸、堿腐蝕性能強，可用于煤氣化化工及igcc、pfbc煤氣化發(fā)電、高溫?zé)煔?、汽車尾氣、水凈化等各種高、低流體過濾凈化。該專利是采用有機物先驅(qū)體浸漬裂解產(chǎn)物作為結(jié)合相，結(jié)合強度低，在含酸堿流體沖刷下容易脫落。
目前，陶瓷過濾材料基本結(jié)構(gòu)包括支撐體、纖維過渡層和陶瓷過濾膜，而陶瓷過濾膜與支撐體結(jié)合強度有限，在高溫?zé)煔膺^濾和氣體反吹過程中的高低溫交變情況，會出現(xiàn)陶瓷過濾膜脫落現(xiàn)象，本發(fā)明希望通過設(shè)計過濾材料內(nèi)部孔隙梯度分布一體化結(jié)構(gòu)，取代表面陶瓷過濾膜，提高材料的可靠性。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，旨在提供一種具有表層網(wǎng)狀分布碳化硅納米線過濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括過濾結(jié)構(gòu)為中空圓管結(jié)構(gòu)，多孔sic/sic復(fù)合材料為過濾支撐體，多孔sic/sic復(fù)合材料中基體sic與纖維之間有一層zro2界面，多孔sic/sic復(fù)合材料的表層具有網(wǎng)狀sic納米線結(jié)構(gòu)。
所述的多孔sic/sic復(fù)合材料厚度為5~10mm，孔隙率為30%~45%。
所述的zro2界面采用溶膠凝膠法制備，厚度為500nm~1μm。
所述的網(wǎng)狀sic納米線采用化學(xué)氣相沉積法制備，直徑為50nm~200nm。
本發(fā)明具有的優(yōu)點：1、過濾結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強；2、原位生長的表層網(wǎng)狀sic納米線結(jié)構(gòu)相互交織，提高過濾效率；3、材料一體化成型，取代表層過濾膜，材料可靠性提高。
附圖說明
圖1為具有表層網(wǎng)狀分布碳化硅納米線過濾結(jié)構(gòu)
[10]為中空圓管過濾結(jié)構(gòu)；[20]為多孔sic/sic復(fù)合材料；[30]為網(wǎng)狀sic納米線。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于
本技術(shù)：
所附權(quán)利要求所限定。
實施例1
如圖1所示，一種具有表層網(wǎng)狀分布碳化硅納米線過濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括過濾結(jié)構(gòu)為中空圓管結(jié)構(gòu)，多孔sic/sic復(fù)合材料為過濾支撐體，多孔sic/sic復(fù)合材料中基體sic與纖維之間有一層zro2界面，多孔sic/sic復(fù)合材料的表層具有網(wǎng)狀sic納米線結(jié)構(gòu)。多孔sic/sic復(fù)合材料厚度為10mm，孔隙率為40%。zro2界面采用溶膠凝膠法制備，厚度為500nm。網(wǎng)狀sic納米線采用化學(xué)氣相沉積法制備，直徑為100nm。
實施例2
如圖1所示，一種具有表層網(wǎng)狀分布碳化硅納米線過濾結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括過濾結(jié)構(gòu)為中空圓管結(jié)構(gòu)，多孔sic/sic復(fù)合材料為過濾支撐體，多孔sic/sic復(fù)合材料中基體sic與纖維之間有一層zro2界面，多孔sic/sic復(fù)合材料的表層具有網(wǎng)狀sic納米線結(jié)構(gòu)。多孔sic/sic復(fù)合材料厚度為5mm，孔隙率為35%。zro2界面采用溶膠凝膠法制備，厚度為500nm。網(wǎng)狀sic納米線采用化學(xué)氣相沉積法制備，直徑為100nm。
上述僅為本發(fā)明的兩個具體實施方式，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護的范圍的行為。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何形式的簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。