一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法与流程

1.本发明涉及陶瓷膜技术领域，具体为一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法。


背景技术：

2.陶瓷膜因其具有耐酸、耐碱、耐高温等优良性能，在食品加工、空气处理、水资源净化等方面扮演着越来越重要的角色。目前商品化的陶瓷膜主要采用sio2、al2o3、zro2和tio2等无机材料制备而成，同时陶瓷膜一般以压差为推动力进行气、液、固等相的分离。
3.在工业化陶瓷膜制备过程中，制备成本成为制约陶瓷膜进一步发展的瓶颈，而原料成本较高是陶瓷膜制备成本居高不下的主要因素。为此，如何在降低陶瓷膜生产成本的同时提高陶瓷膜的分离性能，成为行业和众多研究者关注的焦点。
4.粉煤灰是一种储量丰富、廉价易得的工业废物，主要成分为sio2和 al2o3，二者含量达到70％以上，与传统陶瓷的原料中粘土成分相近。此外，粉煤灰本身还具有大量的微孔和较高的比表面积。利用这种工业废物不仅能够减少环境污染，还可以开发生产低成本高附加值的陶瓷，传统的粉煤灰陶瓷膜基本结构为粉煤灰+粘接剂烧结制成支撑体，用料单一，其支撑体往往存在的抗压强度、热稳定性、密实度、均匀性和耐蚀性均较差的问题。


技术实现要素：

5.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，以解决上述背景中提出的问题。
6.（二）技术方案为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰75~85份、粘结剂1~2份、蒸馏水48~60份、氧化锶3~5份，聚乙烯醇30~40份、微米级氧化铝10~15份、纳米级氧化铝10~15份、造孔剂3~10份。
7.优选的，所述的粉煤灰平均粒径为4.75~20μm，所述粘结剂采用羧甲基纤维素，所述氧化锶采用平均粒径为0.1~5um氧化锶粉末，所述造孔剂采用锯末，玉米芯粉和碳粉的一种或多种。
8.通过以上技术方案，在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，促进陶瓷颗粒的结合和成长，提高抗压强度、热稳定性、密实度、均匀性和耐蚀性。
9.优选的，所述的微米级氧化铝采用5μm的氧化铝粉末，所述纳米级氧化铝采用500nm的氧化铝粉末。
10.通过以上技术方案，不同粒径的氧化铝粉末，制备不同的涂膜浆料，可以过滤不同粒径的悬浮物。
11.一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜的制备方法如下：s1：支撑体的制备：将粉煤灰、粘结剂、蒸馏水、氧化锶和造孔剂按比例混合均匀，经成型、干燥、烧结制成支撑体；
s2：中间过渡层涂膜浆料的制备：将聚乙烯醇、微米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到中间过渡层涂膜浆料；s3：再将支撑体匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料中制备，再经干燥、烧结；s4：过滤层涂膜浆料的制备：将聚乙烯醇、纳米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到过滤层涂膜浆料；s5：再将涂覆有中间过渡层的支撑体浸入到过滤层涂膜浆料中制备，再经干燥、烧结。
12.优选的，所述s1的具体步骤如下：s101：将3~5份氧化锶掺杂于75~85份粉煤灰当中混合均匀；s102：加入粘结剂1~2份、造孔剂3~10份和蒸馏水8~10份进行混料，混料时间为2h~3h；s103：采用模压成型法将混合料模压成型得到胚体；s104：将胚体置于电热鼓风恒温干燥箱中，在30℃温度下烘干6h完成干燥；s105：将干燥的胚体放入电阻炉进行高温烧结得到支撑体，烧结温度为800℃~1000℃，烧结升温速率为10℃/min，保温时间为1h~2h。
13.通过以上技术方案，混料时间为2h~3h有利于混料均匀充分提高陶瓷膜的质量，保温时间为1h~2h能够使得胚体中的粉煤灰充分反应。
14.优选的，所述s2的具体步骤如下：s201：将15~20份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s202：将10~15份微米级氧化铝缓慢加入20~25份蒸馏水当中搅拌均匀；s203：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到中间过渡层涂膜浆料。
15.通过以上技术方案，中间过渡层涂膜浆料粉末颗粒较粗能够过滤较大的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高中间过渡层涂膜浆料的粘度，提高附着力。
16.优选的，所述s3的具体步骤如下：s301：将支撑体匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料中，保持30s，再匀速将支撑体从中间过渡层涂膜浆料提出；s302：等待中间过渡层涂膜浆料自然干燥；s303：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为850℃~1000℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1h~2h。
17.通过以上技术方案，保温时间为1h~2h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
18.优选的，所述s4的具体步骤如下：s401：将15~20份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s402：将10~15份纳米级氧化铝缓慢加入20~25份蒸馏水当中搅拌均匀；s403：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到过滤层涂膜浆料。
19.通过以上技术方案，过滤层涂膜浆料粉末颗粒更细能够过滤更微小的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高过滤层涂膜浆料的粘度，提高附着力。
20.优选的，所述s5的具体步骤如下：
s501：将烧结有中间过渡层的支撑体匀速浸入到过滤层涂膜浆料中，保持10~20s，再匀速将烧结有中间过渡层的支撑体从过滤层涂膜提出；s502：等待过滤层涂膜自然干燥；s503：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为800℃~1100℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1h~2h。
21.通过以上技术方案，保温时间为1h~2h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
22.与现有技术相比，本发明提供了一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，具备以下有益效果：1、该稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，通过在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，氧化锶可以促进陶瓷颗粒的结合和成长，从而减少了孔隙和裂缝的形成以提高陶瓷材料的密实性、均匀性和抗压强度，使其更加耐用和可靠，同时在烧结时氧化锶可以在陶瓷晶体结构中占据一定的位置，从而减少了晶格缺陷和氧空位的形成，提高陶瓷材料的热稳定性和耐高温性能，并且氧化锶可以与其他元素形成稳定的化合物，从而提高陶瓷材料的化学稳定性，这些化合物具有较高的热稳定性和化学稳定性，可以减少陶瓷材料在使用过程中的腐蚀和老化现象，此外，氧化锶还可以调节陶瓷材料的化学成分和晶体结构，从而提高其化学稳定性和耐腐蚀性能。
23.2、该稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，通过调节在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末的添加量，可以调节陶瓷材料的介电常数，实现对电介质性能的调节，通过将粒径为5μm中间过渡层涂膜浆料和500nm的过滤层涂膜浆料充分搅拌，能够提高涂膜浆料的粘度使浆料充分的附着在支撑体上，并且可过滤不同的粒径的悬浮物，再将支撑体浸入到粒径为5μm中间过渡层涂膜浆料和500nm的过滤层涂膜浆料上，并干燥和烧结，能够过滤不同粒径的悬浮物，提高陶瓷膜的开口孔隙率，提高水通量以及抗弯性，陶瓷膜孔隙率可达40%，抗折强度可达40mpa以上。
附图说明
24.图1为本发明立体结构示意图。
25.图2为本发明剖面结构示意图。
26.图3为本发明制备流程示意图。
27.其中：1、支撑体；2、中间过渡层涂膜浆料；3、过滤层涂膜浆料。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.实施例一：一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰75份、粘结剂1份、蒸馏水48份、氧化锶3份，聚乙烯醇30份、微米级氧化铝10份、纳米级氧化铝10份、造孔剂3份。
30.具体的，粉煤灰平均粒径为5μm，粘结剂采用羧甲基纤维素，氧化锶采用平均粒径
为0.1um氧化锶粉末。造孔剂采用锯末，玉米芯粉和碳粉的一种或多种，在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，促进陶瓷颗粒的结合和成长，提高抗压强度、热稳定性、密实度、均匀性和耐蚀性，陶瓷膜孔隙率可达20%，抗折强度可达25mpa以上。
31.具体的，的微米级氧化铝采用5μm的氧化铝粉末，纳米级氧化铝采用500nm的氧化铝粉末，不同粒径的氧化铝粉末，制备不同的涂膜浆料，可以过滤不同粒径的悬浮物。
32.一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜的制备方法如下：s1：支撑体1的制备：将粉煤灰、粘结剂、蒸馏水、氧化锶和造孔剂按比例混合均匀，经成型、干燥、烧结制成支撑体1；s2：中间过渡层涂膜浆料2的制备：将聚乙烯醇、微米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到中间过渡层涂膜浆料2；s3：再将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中制备，再经干燥、烧结；s4：过滤层涂膜浆料3的制备：将聚乙烯醇、纳米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到过滤层涂膜浆料3；s5：再将涂覆有中间过渡层的支撑体1浸入到过滤层涂膜浆料3中制备，再经干燥、烧结。
33.具体的，s1的具体步骤如下：s101：将3份氧化锶掺杂于75份粉煤灰当中混合均匀；s102：加入粘结剂1份、造孔剂3份和蒸馏水8份进行混料，混料时间为2h；s103：采用模压成型法将混合料模压成型得到胚体；s104：将胚体置于电热鼓风恒温干燥箱中，在30℃温度下烘干6h完成干燥；s105：将干燥的胚体放入电阻炉进行高温烧结得到支撑体1，烧结温度为800℃，烧结升温速率为10℃/min，保温时间为2h。混料时间为2h有利于混料均匀充分提高陶瓷膜的质量，保温时间为2h能够使得胚体中的粉煤灰充分反应。
34.具体的，s2的具体步骤如下：s201：将15份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s202：将10份微米级氧化铝缓慢加入20份蒸馏水当中搅拌均匀；s203：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到中间过渡层涂膜浆料2，中间过渡层涂膜浆料2粉末颗粒较粗能够过滤较大的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高中间过渡层涂膜浆料2的粘度，提高附着力。
35.具体的，s3的具体步骤如下：s301：将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中，保持30s，再匀速将支撑体1从中间过渡层涂膜浆料2提出；s302：等待中间过渡层涂膜浆料2自然干燥；s303：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为850℃，升温速率为10℃/min，保温时间为2h，保温时间为2h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
36.具体的，s4的具体步骤如下：s401：将15份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s402：将10份纳米级氧化铝缓慢加入20份蒸馏水当中搅拌均匀；s403：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到
过滤层涂膜浆料3，过滤层涂膜浆料3粉末颗粒更细能够过滤更微小的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高过滤层涂膜浆料3的粘度，提高附着力。
37.具体的，s5的具体步骤如下：s501：将烧结有中间过渡层的支撑体1匀速浸入到过滤层涂膜浆料3中，保持10s，再匀速将烧结有中间过渡层的支撑体1从过滤层涂膜提出；s502：等待过滤层涂膜自然干燥；s503：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为800℃，升温速率为10℃/min，保温时间为2，保温时间为2h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
38.实施例二：一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰77份、粘结剂1.2份、蒸馏水52份、氧化锶3.5份，聚乙烯醇34份、微米级氧化铝13份、纳米级氧化铝13份、造孔剂5份。
39.具体的，粉煤灰平均粒径为5μm，粘结剂采用羧甲基纤维素，氧化锶采用平均粒径为2um氧化锶粉末。造孔剂采用锯末，玉米芯粉和碳粉的一种或多种，在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，促进陶瓷颗粒的结合和成长，提高抗压强度、热稳定性、密实度、均匀性和耐蚀性，陶瓷膜孔隙率可达30%，抗折强度可达28mpa以上。
40.具体的，的微米级氧化铝采用5μm的氧化铝粉末，纳米级氧化铝采用500nm的氧化铝粉末，不同粒径的氧化铝粉末，制备不同的涂膜浆料，可以过滤不同粒径的悬浮物。
41.一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜的制备方法如下：s1：支撑体1的制备：将粉煤灰、粘结剂、蒸馏水、氧化锶和造孔剂按比例混合均匀，经成型、干燥、烧结制成支撑体1；s2：中间过渡层涂膜浆料2的制备：将聚乙烯醇、微米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到中间过渡层涂膜浆料2；s3：再将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中制备，再经干燥、烧结；s4：过滤层涂膜浆料3的制备：将聚乙烯醇、纳米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到过滤层涂膜浆料3；s5：再将涂覆有中间过渡层的支撑体1浸入到过滤层涂膜浆料3中制备，再经干燥、烧结。
42.具体的，s1的具体步骤如下：s101：将3.5份氧化锶掺杂于77份粉煤灰当中混合均匀；s102：加入粘结剂1.2份、造孔剂5份和蒸馏水8.5份进行混料，混料时间为2.3h；s103：采用模压成型法将混合料模压成型得到胚体；s104：将胚体置于电热鼓风恒温干燥箱中，在30℃温度下烘干6h完成干燥；s105：将干燥的胚体放入电阻炉进行高温烧结得到支撑体1，烧结温度为850℃，烧结升温速率为10℃/min，保温时间为1.8h，混料时间为2.3h有利于混料均匀充分提高陶瓷膜的质量，保温时间为1.8h能够使得胚体中的粉煤灰充分反应。
43.具体的，s2的具体步骤如下：s201：将17份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s202：将13份微米级氧化铝缓慢加入22份蒸馏水当中搅拌均匀；
s203：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到中间过渡层涂膜浆料2，中间过渡层涂膜浆料2粉末颗粒较粗能够过滤较大的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高中间过渡层涂膜浆料2的粘度，提高附着力。
44.具体的，s3的具体步骤如下：s301：将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中，保持30s，再匀速将支撑体1从中间过渡层涂膜浆料2提出；s302：等待中间过渡层涂膜浆料2自然干燥；s303：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为900℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1.8h。保温时间为1.8h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
45.具体的，s4的具体步骤如下：s401：将17份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s402：将13份纳米级氧化铝缓慢加入22份蒸馏水当中搅拌均匀；s403：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到过滤层涂膜浆料3，过滤层涂膜浆料3粉末颗粒更细能够过滤更微小的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高过滤层涂膜浆料3的粘度，提高附着力。
46.具体的，s5的具体步骤如下：s501：将烧结有中间过渡层的支撑体1匀速浸入到过滤层涂膜浆料3中，保持12s，再匀速将烧结有中间过渡层的支撑体1从过滤层涂膜提出；s502：等待过滤层涂膜自然干燥；s503：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为950℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1.8h。保温时间为1.8h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
47.实施例三：一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰80份、粘结剂1.5份、蒸馏水55份、氧化锶4份，聚乙烯醇36份、微米级氧化铝14份、纳米级氧化铝14份、造孔剂8份。
48.具体的，粉煤灰平均粒径为5μm，粘结剂采用羧甲基纤维素，氧化锶采用平均粒径为3.5um氧化锶粉末。造孔剂采用锯末，玉米芯粉和碳粉的一种或多种，在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，促进陶瓷颗粒的结合和成长，提高抗压强度、热稳定性、密实度、均匀性和耐蚀性，陶瓷膜孔隙率可达40%，抗折强度可达40mpa以上。
49.具体的，的微米级氧化铝采用5μm的氧化铝粉末，纳米级氧化铝采用500nm的氧化铝粉末，不同粒径的氧化铝粉末，制备不同的涂膜浆料，可以过滤不同粒径的悬浮物。
50.一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜的制备方法如下：s1：支撑体1的制备：将粉煤灰、粘结剂、蒸馏水、氧化锶和造孔剂按比例混合均匀，经成型、干燥、烧结制成支撑体1；s2：中间过渡层涂膜浆料2的制备：将聚乙烯醇、微米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到中间过渡层涂膜浆料2；s3：再将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中制备，再经干燥、烧结；s4：过滤层涂膜浆料3的制备：将聚乙烯醇、纳米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到过滤层涂膜浆料3；
s5：再将涂覆有中间过渡层的支撑体1浸入到过滤层涂膜浆料3中制备，再经干燥、烧结。
51.具体的，s1的具体步骤如下：s101：将4份氧化锶掺杂于80份粉煤灰当中混合均匀；s102：加入粘结剂1.5份、造孔剂8份和蒸馏水9份进行混料，混料时间为2.5h；s103：采用模压成型法将混合料模压成型得到胚体；s104：将胚体置于电热鼓风恒温干燥箱中，在30℃温度下烘干6h完成干燥；s105：将干燥的胚体放入电阻炉进行高温烧结得到支撑体1，烧结温度为900℃，烧结升温速率为10℃/min，保温时间为1.5h。混料时间为2.5h有利于混料均匀充分提高陶瓷膜的质量，保温时间为1.5h能够使得胚体中的粉煤灰充分反应。
52.具体的，s2的具体步骤如下：s201：将18份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s202：将14份微米级氧化铝缓慢加入23份蒸馏水当中搅拌均匀；s203：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到中间过渡层涂膜浆料2，中间过渡层涂膜浆料2粉末颗粒较粗能够过滤较大的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高中间过渡层涂膜浆料2的粘度，提高附着力。
53.具体的，s3的具体步骤如下：s301：将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中，保持30s，再匀速将支撑体1从中间过渡层涂膜浆料2提出；s302：等待中间过渡层涂膜浆料2自然干燥；s303：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为950℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1.5h。保温时间为1.5h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
54.具体的，s4的具体步骤如下：s401：将18份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s402：将14份纳米级氧化铝缓慢加入23份蒸馏水当中搅拌均匀；s403：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到过滤层涂膜浆料3，过滤层涂膜浆料3粉末颗粒更细能够过滤更微小的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高过滤层涂膜浆料3的粘度，提高附着力。
55.具体的，s5的具体步骤如下：s501：将烧结有中间过渡层的支撑体1匀速浸入到过滤层涂膜浆料3中，保持15s，再匀速将烧结有中间过渡层的支撑体1从过滤层涂膜提出；s502：等待过滤层涂膜自然干燥；s503：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1050℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1.5。保温时间为1.5h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
56.实施例四：一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰85份、粘结剂2份、蒸馏水60份、氧化锶5份，聚乙烯醇40份、微米级氧化铝15份、纳米级氧化铝15份、造孔剂10份。
57.具体的，粉煤灰平均粒径为5μm，粘结剂采用羧甲基纤维素，氧化锶采用平均粒径
为5um氧化锶粉末。造孔剂采用锯末，玉米芯粉和碳粉的一种或多种，在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，促进陶瓷颗粒的结合和成长，提高抗压强度、热稳定性、密实度、均匀性和耐蚀性，陶瓷膜孔隙率可达35%，抗折强度可达38mpa以上。
58.具体的，的微米级氧化铝采用5μm的氧化铝粉末，纳米级氧化铝采用500nm的氧化铝粉末，不同粒径的氧化铝粉末，制备不同的涂膜浆料，可以过滤不同粒径的悬浮物。
59.一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜的制备方法如下：s1：支撑体1的制备：将粉煤灰、粘结剂、蒸馏水、氧化锶和造孔剂按比例混合均匀，经成型、干燥、烧结制成支撑体1；s2：中间过渡层涂膜浆料2的制备：将聚乙烯醇、微米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到中间过渡层涂膜浆料2；s3：再将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中制备，再经干燥、烧结；s4：过滤层涂膜浆料3的制备：将聚乙烯醇、纳米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到过滤层涂膜浆料3；s5：再将涂覆有中间过渡层的支撑体1浸入到过滤层涂膜浆料3中制备，再经干燥、烧结。
60.具体的，s1的具体步骤如下：s101：将5份氧化锶掺杂于85份粉煤灰当中混合均匀；s102：加入粘结剂2份、造孔剂10份和蒸馏水10份进行混料，混料时间为3h；s103：采用模压成型法将混合料模压成型得到胚体；s104：将胚体置于电热鼓风恒温干燥箱中，在30℃温度下烘干6h完成干燥；s105：将干燥的胚体放入电阻炉进行高温烧结得到支撑体1，烧结温度为1000℃，烧结升温速率为10℃/min，保温时间为1h。混料时间为3h有利于混料均匀充分提高陶瓷膜的质量，保温时间为1h能够使得胚体中的粉煤灰充分反应。
61.具体的，s2的具体步骤如下：s201：将20份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s202：将15份微米级氧化铝缓慢加入25份蒸馏水当中搅拌均匀；s203：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到中间过渡层涂膜浆料2，中间过渡层涂膜浆料2粉末颗粒较粗能够过滤较大的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高中间过渡层涂膜浆料2的粘度，提高附着力。
62.具体的，s3的具体步骤如下：s301：将支撑体1匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料2中，保持30s，再匀速将支撑体1从中间过渡层涂膜浆料2提出；s302：等待中间过渡层涂膜浆料2自然干燥；s303：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为1000℃，升温速率为10℃/min，保温时间为2h。保温时间为1h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
63.具体的，s4的具体步骤如下：s401：将20份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s402：将15份纳米级氧化铝缓慢加入25份蒸馏水当中搅拌均匀；s403：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到
过滤层涂膜浆料3，过滤层涂膜浆料3粉末颗粒更细能够过滤更微小的悬浮物，充分搅拌2.5h能够提高过滤层涂膜浆料3的粘度，提高附着力。
64.具体的，s5的具体步骤如下：s501：将烧结有中间过渡层的支撑体1匀速浸入到过滤层涂膜浆料3中，保持20s，再匀速将烧结有中间过渡层的支撑体1从过滤层涂膜提出；s502：等待过滤层涂膜自然干燥；s503：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为100℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1h。保温时间为1h，能够对陶瓷膜进行煅烧，提高其强韧性。
65.综上，实施例一~实施例四中，实施例三制备出的稀土改进粉煤灰陶瓷膜在密实性、均匀性和抗压强度均为最佳，且通水量好、稳定性和耐蚀性效果好，此时的稀土改进粉煤灰陶瓷膜的质量最佳，并且陶瓷膜孔隙率可达40%，抗折强度可达40mpa以上。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，其特征在于，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰75~85份、粘结剂1~2份、蒸馏水48~60份、氧化锶3~5份，聚乙烯醇30~40份、微米级氧化铝10~15份、纳米级氧化铝10~15份、造孔剂3~10份。2.根据权利要求1所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，其特征在于：所述的粉煤灰平均粒径为4.75~20μm，所述粘结剂采用羧甲基纤维素，所述氧化锶采用平均粒径为0.1~5um氧化锶粉末，所述造孔剂采用锯末，玉米芯粉和碳粉的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，其特征在于：所述的微米级氧化铝采用5μm的氧化铝粉末，所述纳米级氧化铝采用500nm的氧化铝粉末。4.根据权利要求1~3中任一项所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜，其特征在于，其制备方法如下：s1：支撑体（1）的制备：将粉煤灰、粘结剂、蒸馏水、氧化锶和造孔剂按比例混合均匀，经成型、干燥、烧结制成支撑体（1）；s2：中间过渡层涂膜浆料（2）的制备：将聚乙烯醇、微米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到中间过渡层涂膜浆料（2）；s3：再将支撑体（1）匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料（2）中制备，再经干燥、烧结；s4：过滤层涂膜浆料（3）的制备：将聚乙烯醇、纳米级氧化铝、蒸馏水按比例混合均匀得到过滤层涂膜浆料（3）；s5：再将涂覆有中间过渡层的支撑体（1）浸入到过滤层涂膜浆料（3）中制备，再经干燥、烧结。5.根据权利要求4所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，其特征在于，所述s1的具体步骤如下：s101：将3~5份氧化锶掺杂于75~85份粉煤灰当中混合均匀；s102：加入粘结剂1~2份、造孔剂3~10份和蒸馏水8~10份进行混料，混料时间为2h~3h；s103：采用模压成型法将混合料模压成型得到胚体；s104：将胚体置于电热鼓风恒温干燥箱中，在30℃温度下烘干6h完成干燥；s105：将干燥的胚体放入电阻炉进行高温烧结得到支撑体（1），烧结温度为800℃~1000℃，烧结升温速率为10℃/min，保温时间为1h~2h。6.根据权利要求4所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，其特征在于，所述s2的具体步骤如下：s201：将15~20份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s202：将10~15份微米级氧化铝缓慢加入20~25份蒸馏水当中搅拌均匀；s203：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到中间过渡层涂膜浆料（2）。7.根据权利要求4所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，其特征在于，所述s3的具体步骤如下：s301：将支撑体（1）匀速浸入到中间过渡层涂膜浆料（2）中，保持30s，再匀速将支撑体（1）从中间过渡层涂膜浆料（2）提出；s302：等待中间过渡层涂膜浆料（2）自然干燥；s303：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为850℃~1000℃，升温速率为10
℃/min，保温时间为1h~2h。8.根据权利要求4所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，其特征在于，所述s4的具体步骤如下：s401：将15~20份聚乙烯醇在96℃恒温水浴器搅拌2h；s402：将10~15份纳米级氧化铝缓慢加入20~25份蒸馏水当中搅拌均匀；s403：将96℃恒温水浴搅拌2h的聚乙烯醇加入上述溶液混合均匀后搅拌2.5h得到过滤层涂膜浆料（3）。9.根据权利要求4所述的一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，其特征在于，所述s5的具体步骤如下：s501：将烧结有中间过渡层的支撑体（1）匀速浸入到过滤层涂膜浆料（3）中，保持10~20s，再匀速将烧结有中间过渡层的支撑体（1）从过滤层涂膜提出；s502：等待过滤层涂膜自然干燥；s503：待自然干燥后放入电阻炉中进行烧结，烧结温度为800℃~1100℃，升温速率为10℃/min，保温时间为1h~2h。

技术总结
本发明涉及陶瓷膜技术领域，且公开了一种稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法，按重量份计数的原料组组分组成：粉煤灰75~85份、粘结剂1~2份、蒸馏水48~60份、氧化锶3~5份，聚乙烯醇30~40份、微米级氧化铝10~15份、纳米级氧化铝10~15份，造孔剂3~10份。该稀土改进粉煤灰陶瓷膜及其制备方法通过在粉煤灰中掺杂氧化锶粉末，能够在烧结过程中，促进陶瓷颗粒的结合和成长，提高陶瓷材料的密实性、均匀性和抗压强度，陶瓷膜孔隙率可达40%，抗折强度可达40mpa以上，通过调节粉煤灰中掺杂氧化锶粉末的添加量，可对电介质性能调节，通过将粒径为5μm中间过渡层涂膜浆料和500nm的过滤层涂膜浆料充分搅拌，可提高涂膜浆料的粘度使之充分附着在支撑体上。支撑体上。支撑体上。


技术研发人员：初禹利 周劼 张千里
受保护的技术使用者：上海中粼膜科技有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/7/21