山东工业陶瓷研究设计院有限公司唐钰栋获国家专利权
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龙图腾网获悉山东工业陶瓷研究设计院有限公司申请的专利一种定向孔碳化硅过滤元件及其制备方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120662019B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511172029.2,技术领域涉及:B01D39/20;该发明授权一种定向孔碳化硅过滤元件及其制备方法是由唐钰栋;张久美;李杰;赵世凯;柳华利设计研发完成,并于2025-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种定向孔碳化硅过滤元件及其制备方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种定向孔碳化硅过滤元件及其制备方法,属于碳化硅过滤元件技术领域;所述制备方法包括制备支撑体、制备复合膜层;所述制备支撑体包括制备混合料和针刺;所述制备混合料,将硅氧烷处理碳化硅、有机处理氮化硅、聚丙烯酰胺、碳纳米管、微晶蜡混合,加入改性有机硅树脂,混合均匀得到混合料;所述有机处理氮化硅的制备方法为,向无水乙醇中加入氮化硅,搅拌均匀,加入丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵,升温至78‑82℃,冷凝回流反应2.8‑3.4h,降温至50‑54℃,加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,紫外光下辐照处理,得到有机处理氮化硅;本发明制得的定向孔碳化硅过滤元件,孔隙率和孔径均匀,强度高,耐高温性优异。
本发明授权一种定向孔碳化硅过滤元件及其制备方法在权利要求书中公布了:1.一种定向孔碳化硅过滤元件的制备方法,其特征在于,包括制备支撑体、制备复合膜层步骤; 所述制备支撑体包括制备混合料和针刺步骤; 所述制备混合料步骤为,将硅氧烷处理碳化硅、有机处理氮化硅、聚丙烯酰胺、碳纳米管、微晶蜡混合,加入改性有机硅树脂,混合均匀得到混合料; 所述硅氧烷处理碳化硅、有机处理氮化硅、改性有机硅树脂、聚丙烯酰胺、碳纳米管、微晶蜡的质量比是86-93:4-6:2-4:0.4-0.6:0.4-0.7:0.3-0.6; 所述硅氧烷处理碳化硅的制备方法为,将2.3-2.7g碳化硅置于等离子体装置中,通入氩气,控制氩气流量为40-45sccm,处理功率为86-92W,处理时间为4.5-5.5min,处理结束后,关闭氩气,通入八甲基环四硅氧烷气体,控制气体流量为25-30sccm,处理功率为72-77W,处理压力为10-14Pa,处理时间为16-20min,处理结束后,得到硅氧烷处理碳化硅; 所述改性有机硅树脂的制备方法为,向无水乙醇中加入苯基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷混合均匀,然后加入γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯和四甲基胍,32-37℃下搅拌37-42min,再加入纳米二氧化钛进行超声分散,超声时间为35-45min,超声频率为30-38kHz,超声功率为210-225W,减压蒸馏得到改性有机硅树脂; 所述纳米二氧化钛的粒径为20-50nm; 所述无水乙醇、苯基三甲氧基硅烷、三氟丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷、双二辛氧基焦磷酸酯基乙撑钛酸酯、四甲基胍、纳米二氧化钛的质量比为15-20:40-50:40-50:5-10:0.5-1:0.5-1:5-11; 所述有机处理氮化硅的制备方法为,向无水乙醇中加入氮化硅,搅拌均匀,加入丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵,升温至78-82℃,冷凝回流反应2.8-3.4h,降温至50-54℃,加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯,放入至紫外光下辐照处理,辐照时间为6-10min,紫外波长为340-360nm,辐照功率为13-18mWcm2,得到有机处理氮化硅; 所述无水乙醇、氮化硅、丙烯酸羟乙酯、过硫酸铵、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯的质量比为200:8-12:3.4-3.6:0.2-0.5:1.5-1.8; 所述制备复合膜层步骤包括,将碳化硅纤维放于去离子水中配制成碳化硅纤维浆料,将支撑体放于碳化硅纤维浆料中进行抽吸,碳化硅纤维浆料完全浸没支撑体,支撑体的一端完全密封,另一端连接抽吸泵,启动抽吸泵,控制抽吸负压为-0.08~-0.09MPa,控制碳化硅纤维层厚度为1.5-2.0mm,取出支撑体,沥干多余浆料,78-82℃下干燥10-14h,得到碳化硅纤维复合支撑体; 所述碳化硅纤维的长度为1-2mm,直径为10-14μm; 所述碳化硅纤维、去离子水的质量比为0.1-0.5:100; 向酸性硅溶胶和酸性铝溶胶中加入碳化硅颗粒、聚丙烯酰胺,搅拌均匀后,得到混合浆料;将碳化硅纤维复合支撑体放于混合浆料中进行抽吸,混合浆料完全浸没碳化硅纤维复合支撑体,控制抽吸负压为-0.08~-0.09MPa,抽吸时间为1-2min,抽吸结束后,取出碳化硅纤维复合支撑体,沥干多余浆料,78-82℃下干燥10-14h,然后在1200-1400℃下烧结4.8-5.2h,得到定向孔碳化硅过滤元件; 所述碳化硅颗粒的粒径为20-80μm; 所述酸性硅溶胶,pH值为2-3,固含量为28-32%; 所述酸性铝溶胶,pH值为3-4,固含量为23-28%; 所述酸性硅溶胶、酸性铝溶胶、碳化硅颗粒、聚丙烯酰胺的质量比为48-52:48-53:4-8:1-2。
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