【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤化工烟气污染控制和功能新材料，涉及一种高温催化过滤碳化硅陶瓷膜的制备方法。
技术介绍
1、在煤化工、垃圾焚烧、水泥和冶金、生物质气化等工业生产过程中，会产生大量成分复杂的高温尾气，且伴随大量的超细颗粒物和vocs、nox、so2、co2、h2s腐蚀性气体组分，直接排放对环境污染较大，必须净化达标后再排放。
2、碳化硅多孔陶瓷可在高温（＞500℃）下长时间运行，具有优良的抗热震、抗腐蚀性和抗蠕变性，较高的机械强度等特点，是具有广泛应用前景的高温烟气除尘材料。但是碳化硅陶瓷属于脆性材料，其室温强度低、断裂韧性差限制了碳化硅陶瓷的应用范围。因此制备具有较高强度和较高断裂韧性的碳化硅基复合陶瓷一直是碳化硅陶瓷研究的主要内容之一。
3、从陶瓷过滤管催化剂这一技术概念提出以来，尚未见有大规模工业生产的研究报道，德国、意大利和韩国等研究人员对其进行了理论和实验探索研究，并且德国已经形成了相关的陶瓷过滤管催化剂产品，而国内对此的研究才刚刚起步，尚处于实验探索阶段。如现有公开技术：cn201110104548.7，其提供了一种可用作高温烟尘过滤器的碳化硅多孔陶瓷的制备方法，虽然可以实现碳化硅多孔陶瓷的气孔数量和比表面积的大幅提高，但是仍然存在陶瓷的易脆问题、抗腐蚀和寿命问题。
技术实现思路
1、为了解决上述问题中的至少一种，本专利技术提供了一种高温催化过滤碳化硅陶瓷膜的制备方法，增加了碳化硅陶瓷膜的抗弯折强度，还提供了该高温催化过滤碳化硅陶瓷膜在催化降解烟气中
2、为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术手段：
3、本专利技术的第一方面提供了一种高温催化过滤碳化硅陶瓷膜的制备方法，包括如下步骤：
4、（1）制备碳化硅陶瓷支撑体
5、以碳化硅微粉为骨料，氧化锆为烧结助剂，碳化硅晶须和莫来石纤维为增强剂，聚乙烯醇为粘结剂，将原料机械混匀后，加入添加剂后快速混合得到造粒粉，采用冷等静压机成型，100-120℃烘箱中干燥，1500℃以上高温烧结，即得到碳化硅陶瓷支撑体；
6、（2）涂覆纤维过渡层
7、将莫来石纤维、硅酸铝纤维、活性炭纤维、聚乙烯醇、去离子水混合成浆液，将浆液均匀涂覆在步骤（1）中碳化硅陶瓷支撑体的表面，60-80℃干燥2-4h后获得具有纤维过渡层的陶瓷支撑体；
8、（3）浸涂催化剂层
9、将钒钼铈钛催化剂、三聚磷酸钠、聚乙烯醇混合形成悬浊溶液，将（2）中制得的陶瓷支撑体浸渍到悬浊液中，并超声震荡悬浊液浸涂，100-120℃烘箱干燥后获得具有催化层的陶瓷支撑体；
10、（4）形成金属间化合物层
11、将碳化硅微粉、氧化铁、氧化铝、氧化锆、氧化硼、莫来石晶须放入混合机，充分混匀后放入加热釜，蔓延加热熔融形成悬浊液，并加入添加剂，配制成铸膜液，并采用旋转热喷涂的方式多次喷涂于完成步骤（3）的陶瓷支撑体表面上，100-120℃烘箱干燥后经1200℃以上高温烧结，形成陶瓷/feal金属间化合物复合涂层，即获得催化过滤碳化硅陶瓷膜。
12、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤（1）中，骨料质量百分比为80%-90%，烧结助剂质量百分比为5%-10%，：增强剂质量百分比为5%-10%，粘结剂质量百分比为1%-2%。
13、增强剂中碳化硅晶须质量百分比为5%，莫来石纤维质量百分比为3%。
14、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤（2）中，莫来石纤维质量百分比为2%-10%，硅酸铝纤维质量百分比为2%-10%，活性炭纤维质量百分比为5%-10%，聚乙烯醇质量百分比为3%-5%，去离子水的质量百分比为60%-80%。
15、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤（3）中，催化剂质量百分比为8%-12%，分散剂质量百分比为50%-80%，粘结剂的质量百分比为5%-10%。
16、在本专利技术的一些实施方案中，所述步骤（4）中，碳化硅微粉质量百分比为20%-30%、氧化铁质量百分比为15%-25%、氧化铝质量百分比为15%-25%、氧化锆质量百分比为1%-5%、氧化硼质量百分比为1%-5%、莫来石晶须的质量百分比为10%-20%。
17、在本专利技术的一些实施方案中，所述活性炭纤维的长度为100-400微米。
18、在本专利技术的一些实施方案中，所述添加剂为石蜡、聚乙烯醇中的一种或多种。在本专利技术的一些具体实施方案中，石蜡的质量百分比为1%-5%，聚乙烯醇的质量百分比为1%-5%。
19、本专利技术的第二方面提供了一种根据第一方面所述的方法制备得到的催化过滤碳化硅陶瓷膜。
20、本专利技术的第三方面提供了第二方面所述的催化过滤碳化硅陶瓷膜在催化脱除高温废气中多种污染物中的应用。
21、在本专利技术的一些实施方案中，高温废气中的多种污染物包括粉尘、co2、vocs、nox、so2以及h2s。
22、本专利技术的有益效果
23、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
24、1、本专利技术将活性炭纤维加入到纤维过渡层，使其表面具有微孔结构，既可作为催化剂的的附着点，又起到碳化硅纤维与催化剂之间的连接作用，因此，活性炭纤维使得催化剂与支撑体紧密的结合，大大提高了催化剂的负载量和结合的牢固度。
25、2、本专利技术通过浸渍法将催化剂均匀分散负载到碳化硅陶瓷支撑体的纤维层，不仅保证了气体渗透量，降低了压降，而且在过滤除尘的同时也能催化降解烟气中co2、vocs、nox、so2、h2s等。
26、3、本专利技术将氧化铁、氧化铝等金属引入，形成陶瓷/feal金属间化合物复合涂层，有效改善了陶瓷膜的易脆特性，提升了陶瓷膜的机械性能，延长了使用寿命。
27、4、通过本专利技术的方法制备得到的催化过滤碳化硅陶瓷膜具有耐高温、耐腐蚀、除尘效率高达99.9%、可去除多种污染物，可批量生产，成本减小，适用于温度范围宽，使用寿命长，具有良好的应用前景。
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1.一种高温催化过滤碳化硅陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，骨料质量百分比为80%-90%，烧结助剂质量百分比为5%-10%，：增强剂质量百分比为5%-10%，粘结剂质量百分比为1%-2%，增强剂中碳化硅晶须质量百分比为5%，莫来石纤维质量百分比为3%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，莫来石纤维质量百分比为2%-10%，硅酸铝纤维质量百分比为2%-10%，活性炭纤维质量百分比为5%-10%，聚乙烯醇质量百分比为3%-5%，去离子水的质量百分比为60%-80%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，催化剂质量百分比为8%-12%，分散剂三聚磷酸钠质量百分比为50%-80%，粘结剂聚乙烯醇的质量百分比为5%-10%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，碳化硅微粉质量百分比为20%-30%、氧化铁质量百分比为15%-25%、氧化铝质量百分比为15%-25%、氧化锆质量百分比
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述活性炭纤维的长度为100-400微米。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂为石蜡、聚乙烯醇中的一种或多种。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的催化过滤碳化硅陶瓷膜。
9.权利要求8所述的催化过滤碳化硅陶瓷膜在催化脱除高温废气中多种污染物中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：高温废气中的多种污染物包括粉尘、CO2、VOCs、NOx、SO2以及H2S。
...【技术特征摘要】
1.一种高温催化过滤碳化硅陶瓷膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，骨料质量百分比为80%-90%，烧结助剂质量百分比为5%-10%，：增强剂质量百分比为5%-10%，粘结剂质量百分比为1%-2%，增强剂中碳化硅晶须质量百分比为5%，莫来石纤维质量百分比为3%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，莫来石纤维质量百分比为2%-10%，硅酸铝纤维质量百分比为2%-10%，活性炭纤维质量百分比为5%-10%，聚乙烯醇质量百分比为3%-5%，去离子水的质量百分比为60%-80%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，催化剂质量百分比为8%-12%，分散剂三聚磷酸钠质量百分比为50%-80%，粘结剂聚乙烯醇的质量百分比为5%-10%。
【专利技术属性】
技术研发人员：邱娟，陆胜勇，王冠杰，彭亚旗，汤明慧，
申请(专利权)人：浙江大学台州研究院，
类型：发明
国别省市：
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