纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜

摘要

本发明属于金属多孔材料及金属膜材料技术领域，具体涉及一种纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜；该方法包括：将纳米镍纤维分散到有机溶剂中，得到浆料；将浆料涂覆到镍多孔基体上，得到纳米镍纤维膜层；对涂覆有纳米镍纤维膜层的镍多孔基体进行烧结，获得纳米多孔镍复合膜。本申请制备的多孔纳米镍纤维膜，具有孔隙率高，透气度高、过滤精度高的优点，纳米纤维的应用可以有效解决过滤效率与压降之间的矛盾，在不增加压降的前提下，提高过滤效率。

说明书

技术领域

本申请属于金属多孔材料及金属膜材料技术领域，具体涉及一种纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜。

背景技术

在化工、冶金、石油、电力、核工业等行业中，常常排放出大量含尘气体，不仅严重污染了大气环境，还对人体健康造成了巨大的威胁。对这些含尘气体进行除尘处理达到环保排放的标准，具有十分重要的环境意义及社会价值。然而，工业含尘气体需处理量特别巨大，且过滤精度要求高，因此，如何对工业含尘气体进行有效除尘是一项具有较高难度的课题。

高效除尘技术的特点是：所要求净化的含尘气体温度高(如600℃-1400℃)、颗粒细(如颗粒粒径dp＜5μm～10μm)、净化标准高(如出口浓度要求＜10mg/m

发明内容

本申请目的是提供一种纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜，解决采用简单的气固分离装置以及传统的金属多孔滤芯远远达不到高效除尘的要求的问题。

实现本申请目的的技术方案：

本申请实施例第一方面提供了一种纳米多孔镍复合膜的制备方法，所述方法，包括：

将纳米镍纤维分散到有机溶剂中，得到浆料；

将所述浆料涂覆到镍多孔基体上，得到纳米镍纤维膜层；

对涂覆有所述纳米镍纤维膜层的镍多孔基体进行烧结，获得纳米多孔镍复合膜。

可选的，

所述有机溶剂为无水乙醇或聚乙烯醇水溶液。

可选的，

所述聚乙烯醇水溶液的质量百分比为5～8wt％。

可选的，

所述镍多孔基体的过滤精度为1μm～10μm，壁厚2mm。

可选的，

所述纳米镍纤维膜层的厚度为20μm～80μm。

可选的，

所述纳米镍纤维的直径为20nm～80nm，长度为10μm～30μm。

可选的，所述对涂覆有所述纳米镍纤维膜层的镍多孔基体进行烧结，具体包括：

将涂覆有所述纳米镍纤维膜层的镍多孔基体放置氢气炉中烧结。

可选的，所述将涂覆有所述纳米镍纤维膜层的镍多孔基体放置氢气炉中烧结，具体包括：

将涂覆有所述纳米镍纤维膜层的镍多孔基体放置氢气炉中，550℃～720℃烧结0.3小时～2.5小时。

可选的，所述氢气炉中的氢气流量为：2.5×10

本申请实施例第二方面提供了一种纳米多孔镍复合膜，基于本申请实施例第一方面提供的纳米多孔镍复合膜的制备方法制备得到。

本申请的有益技术效果在于：

1、本申请制备的多孔纳米镍纤维膜，具有孔隙率高，透气度高、过滤精度高的优点，纳米纤维的应用可以有效解决过滤效率与压降之间的矛盾，在不增加压降的前提下，提高过滤效率。

2、与现有技术相比，本申请提供了一种操作简单、再现性高的制备高温超细粉尘过滤管的方法，通过旋转挤压成型方式将浆料涂覆到镍多孔基体管上混料压制成型，烧结得最终成品。

3、该方法操作简单、再现性高、安全可靠；所得粉尘过滤管具备抗超细粉尘堵塞的能力与优良的高温抗氧化性，抗酸碱腐蚀、表面阻力低、除尘效率高、使用寿命长等特点，应用前景非常广泛。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种纳米多孔镍复合膜的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚-完整的描述。显而易见的，下面所述的实施例仅仅是本申请实施例中的一部分，而不是全部。基于本申请记载的实施例，本领域技术人员在不付出创造性劳动的情况下得到的其它所有实施例，均在本申请保护的范围内。

本申请发明人在研究中发现，纳米多孔镍复合膜滤芯具有使用寿命长，可用作除尘装置的过滤元件，是其它过滤材质所不可替代的，但由于目前的配方及烧结技术的不足，导致相关制品的优异性能难以完全发挥。故研制过滤精度高的纳米多孔镍复合膜过滤材料迫在眉睫。

为此，本申请实施例提供了一种纳米多孔镍复合膜的制备方法及纳米多孔镍复合膜，操作简单、再现性高、安全可靠；所得粉尘过滤管具备抗超细粉尘堵塞的能力与优良的高温抗氧化性，抗酸碱腐蚀、表面阻力低、除尘效率高、使用寿命长等特点，应用前景非常广泛。

基于上述内容，为了清楚、详细的说明本申请的上述优点，下面将结合附图对本申请的具体实施方式进行说明。

参见图1，该图为本申请实施例提供的一种纳米多孔镍复合膜的制备方法的流程示意图。

本申请实施例提供的一种纳米多孔镍复合膜的制备方法，包括：

S101：将纳米镍纤维分散到有机溶剂中，得到浆料；

S102：将浆料涂覆到镍多孔基体上，得到纳米镍纤维膜层；

S103：对涂覆有纳米镍纤维膜层的镍多孔基体进行烧结，获得纳米多孔镍复合膜。

本发明的原理是：采用微米级金属镍多孔基体为载体，该载体具有良好的机械性能和加工性能；通过浆料涂覆成型、烧结的方法在微米级金属镍多孔基体为载体上获得具有纳米级孔径的纳米多孔镍复合膜，能够同时达到安装性能好、过滤精度高、透过量大等过滤分离对金属滤芯的需求。

在具体实施时，该有机溶剂为无水乙醇或聚乙烯醇水溶液。镍多孔基体可以为微米级金属多孔镍管，用于制备粉尘过滤管，本申请实施例对镍多孔基体的具体形状不进行限定，可以根据实际需要选取，这里不再一一列举。

在本申请实施例一些可能的实现方式中，对涂覆有纳米镍纤维膜层的镍多孔基体进行烧结，具体可以包括：

将涂覆有纳米镍纤维膜层的镍多孔基体放置氢气炉中烧结。

下面通过具体实施例，对本申请的技术方案做进一步的详细描述。

实施例一：

步骤一、采用静电纺丝制备的纳米镍纤维，纳米镍纤维直径20nm，长度为10μm，分散到含有5wt％的聚乙烯醇水溶液中，获得固含量为25％的浆料；

步骤二、将步骤一中获得的浆料涂覆到镍多孔基体上，其中镍多孔基体的过滤精度10μm、直径80mm、高度500mm、厚度约2mm，纳米镍纤维膜层的厚度为20μm；

步骤三、将步骤二获得的纳米镍纤维膜层放置氢气炉中，氢气流量为7.5×10

本实施例获得的纳米多孔镍复合膜0.3μm以上粒径的过效率达99.5％以上，0.6μm粉尘过滤效率达到99.99％以上。

实施例二：

步骤一、采用静电纺丝制备的纳米镍纤维，纳米镍纤维直径50nm，长度为30μm，分散到含有8wt％的聚乙烯醇水溶液中，获得固含量为50％的浆料；

步骤二、将步骤一中获得的浆料涂覆到镍多孔基体上，其中镍多孔基体的过滤精度5μm，直径50mm，高度500mm，厚度约2mm；纳米镍纤维膜层的厚度为80μm；

步骤三、将步骤二获得的纳米镍纤维膜层放置氢气炉中，氢气流量为2.5×10

本实施例获得的纳米多孔镍复合膜0.3μm以上粒径的过效率达99.5％以上，0.8μm粉尘过滤效率达到99.99％以上。

实施例三：

步骤一、采用静电纺丝制备的纳米镍纤维，纳米镍纤维直径80nm，长度为13μm，分散到含有6wt％的聚乙烯醇水溶液中，获得固含量为35％的浆料；

步骤二、将步骤一中获得的浆料涂覆到镍多孔基体上，其中镍多孔基体的过滤精度1μm，直径50mm，高度500mm，厚度约2mm；纳米镍纤维膜层的厚度为80μm；

步骤三、将步骤二获得的纳米镍纤维膜层放置氢气炉中，氢气流量为：5.0×10

本实施例获得的纳米多孔镍复合膜0.3μm以上粒径的过效率达99.5％以上，0.8μm粉尘过滤效率达到99.99％以上。

基于上述实施例提供的一种纳米多孔镍复合膜的制备方法，本申请实施例还提供了一种纳米多孔镍复合膜，基于上述实施例提供的任一种纳米多孔镍复合膜的制备方法制备得到。

上面结合附图和实施例对本申请作了详细说明，但是本申请并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。本申请中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。