本發明屬于陶瓷材料領域，特別涉及一種用于水過濾的陶瓷材料及其制備方法。
背景技術：
陶瓷材料指的是以天然或合成化合物為原料，經過成形和高溫燒結等工藝制備而成的一類無機非金屬材料。其具有高熔點、高硬度、高耐磨性、高耐氧化性等優點而被廣泛應用于生活的各個方面。多孔陶瓷則是一種具有開孔孔徑、高開口氣孔率的一種陶瓷材料，其具有以下特點：（1）氣孔率高。多孔陶瓷的重要特征是具有中較多的均勻可控的氣孔。氣孔有開口氣孔和閉口氣孔之分，開口氣孔具有過濾、吸收、吸附、消除回聲等作用，而閉口氣孔則有利于阻隔熱量、聲音以及液體與固體微粒傳遞。（2）強度高。多孔陶瓷材料一般由金屬氧化物、二氧化硅、碳化硅等經過高溫煅燒而成，這些材料本身具有較高的強度，煅燒過程中原料顆粒邊界部分發生融化而粘結，形成了具有較高強度的陶瓷。（3）物理和化學性質穩定。多孔陶瓷材料可以耐酸、堿腐蝕，也能夠承受高溫、高壓，自身潔凈狀態好，不會造成二次污染，是一種綠色環保的功能材料。（4）過濾精度高，再生性能好。用作過濾材料的多孔陶瓷材料具有較窄的孔徑分布范圍和較高的氣孔率與比表面積，被過濾物與陶瓷材料充分接觸，其中的懸浮物、膠體物及微生物等污染物質被阻截在過濾介質表面或內部，過濾效果良好。多孔陶瓷過濾材料經過一段時間的使用后，用氣體或者液體進行反沖洗，即可恢復原有的過濾能力。由于其具有上述優點，可以適用于各種介質的精密過濾與分離、高壓氣體排氣消音、氣體分布及電解隔膜等。
水作為人類賴以生存的資源，伴隨著社會的發展和人們生活質量的提高，在水體的凈化、處理等方面越來越受到世界各國的重視。爆炸式發展的工業技術，一方面帶給人們生活質量的大幅度提高，然而，另一方面也對環境造成了很大污染，特別是對水體污染。因此，通過以多孔陶瓷材料為本體制備得到過濾水的陶瓷材料具有不同尋常的意義。
技術實現要素：
針對上述缺陷，本發明的目的是提供一種用于水過濾的陶瓷材料及其制備方法，通過以多孔陶瓷材料作為本體，將過濾組分附著于陶瓷材料的孔隙和表面，獲得過濾效果好的新型陶瓷材料。
本發明的目的可以通過以下技術方案實現：
一種用于水過濾的陶瓷材料，包括多孔陶瓷本體和過濾組分；所述過濾組分附著在多孔陶瓷本體孔內和表面；所述多孔陶瓷本體由下列重量組份的各物質組成：氮化硅25-40份、鈦酸鎂10-15份、碳化釩10-15份、堇青石8-12份、硼化鑭5-10份、氧化銦錫3-8份和衣康酸酯10-20份；所述過濾組分包括2-乙基己酸鋅5-8份、四異丙基鈦酸酯10-20份、烯唑醇4-7份和月桂酰胺3-6份。
進一步的，所述過濾組分和多孔陶瓷本體的體積配比為20-40：1。
進一步的，所述多孔陶瓷本體中氮化硅35份、鈦酸鎂12份、碳化釩14份、堇青石10份、硼化鑭8份、氧化銦錫5份和衣康酸酯15份；所述過濾組分中2-乙基己酸鋅7份、四異丙基鈦酸酯15份、烯唑醇6份和月桂酰胺4份。
一種用于水過濾的陶瓷材料的制備方法，包括如下步驟：
S1：多孔陶瓷本體的制備：將氮化硅25-40份、鈦酸鎂10-15份、碳化釩10-15份、堇青石8-12份、硼化鑭5-10份、氧化銦錫3-8份混合并研磨至100-200目；隨后加入衣康酸酯10-20份在溫度80-120℃下攪拌反應30-45min；隨后將反應產物在溫度500-600℃燒結反應15-20min，隨后在溫度1100-1300℃下燒結反應1-2h，待反應冷卻后即可得到所述多孔陶瓷本體；
S2：過濾組分的制備：將2-乙基己酸鋅5-8份、四異丙基鈦酸酯10-20份、烯唑醇4-7份和月桂酰胺3-6份混合，超聲處理20-30min，隨后經微波處理10-15min；制備得到過濾組分；
S3：陶瓷材料的制備：將過濾組分和多孔陶瓷本體按照體積配比為20-40：1混合，在溫度120-150℃下先攪拌反應20-40min；隨后再靜止保溫反應1-3h；待反應結束后將反應物放入馬弗爐中在溫度300-400℃下焙燒20-35min；冷卻后即可得到所述陶瓷材料。
進一步的，步驟S1中研磨至120目；在溫度105℃下攪拌反應35min；隨后將反應產物在溫度550℃燒結反應15min，隨后在溫度1250℃下燒結反應1.5h。
進一步的，步驟S2中以功率2500W超聲處理25min，隨后在功率3500W下微波處理15min。
進一步的，步驟S3中在溫度135℃下先攪拌反應30min；靜止保溫反應2h；馬弗爐中在溫度350℃下焙燒30min。
本發明與現有技術相比，其有益效果為：
本發明所述一種用于水過濾的陶瓷材料的制備方法，以氮化硅、鈦酸鎂、硼化鑭和氧化銦錫等材料制得多孔陶瓷材料本體，以2-乙基己酸鋅、四異丙基鈦酸酯等物質制得過濾組分，進而兩者結合得到用于水過濾的陶瓷材料；該陶瓷材料相比現有技術而言，提高了水處理陶瓷材料的硬度，防止再生過程中孔隙坍塌；同時比表面積增加、孔徑增大，比表面積為1300-1550m2/g，孔容為1-2.5ml/g，平均孔直徑為10-15nm，能夠容納更多的過濾組分，提高過濾效率和質量，菌類總數明顯下降。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明作進一步的說明。
實施例1
S1：多孔陶瓷本體的制備：將氮化硅25份、鈦酸鎂10份、碳化釩10份、堇青石8份、硼化鑭5份、氧化銦錫3份混合并研磨至100目；隨后加入衣康酸酯10份在溫度80℃下攪拌反應30min；隨后將反應產物在溫度500℃燒結反應15min，隨后在溫度1100℃下燒結反應1h，待反應冷卻后即可得到所述多孔陶瓷本體；
S2：過濾組分的制備：將2-乙基己酸鋅5份、四異丙基鈦酸酯10份、烯唑醇4份和月桂酰胺3份混合，功率2500W下超聲處理20min，隨后經功率3500W微波處理10min；制備得到過濾組分；
S3：陶瓷材料的制備：將過濾組分和多孔陶瓷本體按照體積配比為20：1混合，在溫度120℃下先攪拌反應20min；隨后再靜止保溫反應1h；待反應結束后將反應物放入馬弗爐中在溫度300℃下焙燒20min；冷卻后即可得到所述陶瓷材料。
對上述陶瓷材料檢測，結果表明：比表面積為1300m2/g，孔容為1ml/g，平均孔直徑為10nm，菌類總數25CFU/mL。
實施例2
S1：多孔陶瓷本體的制備：將氮化硅40份、鈦酸鎂15份、碳化釩15份、堇青石12份、硼化鑭10份、氧化銦錫8份混合并研磨至200目；隨后加入衣康酸酯20份在溫度120℃下攪拌反應45min；隨后將反應產物在溫度600℃燒結反應20min，隨后在溫度1300℃下燒結反應2h，待反應冷卻后即可得到所述多孔陶瓷本體；
S2：過濾組分的制備：將2-乙基己酸鋅8份、四異丙基鈦酸酯20份、烯唑醇7份和月桂酰胺6份混合，功率2500W下超聲處理30min，隨后經功率3500W微波處理15min；制備得到過濾組分；
S3：陶瓷材料的制備：將過濾組分和多孔陶瓷本體按照體積配比為40：1混合，在溫度150℃下先攪拌反應40min；隨后再靜止保溫反應3h；待反應結束后將反應物放入馬弗爐中在溫度400℃下焙燒35min；冷卻后即可得到所述陶瓷材料。
對上述陶瓷材料檢測，結果表明：比表面積為1400m2/g，孔容為1.5ml/g，平均孔直徑為12nm，菌類總數22CFU/mL。
實施例3
S1：多孔陶瓷本體的制備：將氮化硅30份、鈦酸鎂12份、碳化釩12份、堇青石8份、硼化鑭8份、氧化銦錫6份混合并研磨至100目；隨后加入衣康酸酯12份在溫度90℃下攪拌反應35min；隨后將反應產物在溫度500℃燒結反應15min，隨后在溫度1150℃下燒結反應1h，待反應冷卻后即可得到所述多孔陶瓷本體；
S2：過濾組分的制備：將2-乙基己酸鋅6份、四異丙基鈦酸酯12份、烯唑醇5份和月桂酰胺4份混合，功率2500W下超聲處理25min，隨后經功率3500W微波處理15min；制備得到過濾組分；
S3：陶瓷材料的制備：將過濾組分和多孔陶瓷本體按照體積配比為30：1混合，在溫度120℃下先攪拌反應30min；隨后再靜止保溫反應1.5h；待反應結束后將反應物放入馬弗爐中在溫度350℃下焙燒25min；冷卻后即可得到所述陶瓷材料。
對上述陶瓷材料檢測，結果表明：比表面積為1450m2/g，孔容為2.0ml/g，平均孔直徑為12.5nm，菌類總數20CFU/mL。
實施例4
S1：多孔陶瓷本體的制備：將氮化硅35份、鈦酸鎂14份、碳化釩15份、堇青石10份、硼化鑭10份、氧化銦錫4份混合并研磨至200目；隨后加入衣康酸酯16份在溫度110℃下攪拌反應45min；隨后將反應產物在溫度600℃燒結反應20min，隨后在溫度1300℃下燒結反應2h，待反應冷卻后即可得到所述多孔陶瓷本體；
S2：過濾組分的制備：將2-乙基己酸鋅8份、四異丙基鈦酸酯15份、烯唑醇7份和月桂酰胺5份混合，功率2500W下超聲處理30min，隨后經功率3500W微波處理12min；制備得到過濾組分；
S3：陶瓷材料的制備：將過濾組分和多孔陶瓷本體按照體積配比為35：1混合，在溫度140℃下先攪拌反應40min；隨后再靜止保溫反應2.5h；待反應結束后將反應物放入馬弗爐中在溫度450℃下焙燒30min；冷卻后即可得到所述陶瓷材料。
對上述陶瓷材料檢測，結果表明：比表面積為1500m2/g，孔容為2.3ml/g，平均孔直徑為13.5nm，菌類總數17CFU/mL。
實施例5
S1：多孔陶瓷本體的制備：將氮化硅35份、鈦酸鎂12份、碳化釩14份、堇青石10份、硼化鑭8份、氧化銦錫5份混合并研磨至120目；隨后加入衣康酸酯15份在溫度105℃下攪拌反應35min；隨后將反應產物在溫度550℃燒結反應15min，隨后在溫度1250℃下燒結反應1.5h，待反應冷卻后即可得到所述多孔陶瓷本體；
S2：過濾組分的制備：將2-乙基己酸鋅7份、四異丙基鈦酸酯15份、烯唑醇6份和月桂酰胺4份混合，功率2500W下超聲處理25min，隨后經功率3500W微波處理15min；制備得到過濾組分；
S3：陶瓷材料的制備：將過濾組分和多孔陶瓷本體按照體積配比為30：1混合，在溫度135℃下先攪拌反應30min；隨后再靜止保溫反應2h；待反應結束后將反應物放入馬弗爐中在溫度350℃下焙燒30min；冷卻后即可得到所述陶瓷材料。
對上述陶瓷材料檢測，結果表明：比表面積為1550m2/g，孔容為2.5ml/g，平均孔直徑為15nm，菌類總數15CFU/mL。
現有技術中用于水凈化的陶瓷材料的比表面積為780m2/g，孔容為0.6ml/g，平均孔直徑為7nm，菌類總數50CFU/mL；經對比，本發明所述陶瓷材料性能顯著提高。
本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，不脫離本發明范疇所做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。