本发明属于陶瓷材料领域，特别涉及一种用于水过滤的陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
陶瓷材料指的是以天然或合成化合物为原料，经过成形和高温烧结等工艺制备而成的一类无机非金属材料。其具有高熔点、高硬度、高耐磨性、高耐氧化性等优点而被广泛应用于生活的各个方面。多孔陶瓷则是一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种陶瓷材料，其具有以下特点：（1）气孔率高。多孔陶瓷的重要特征是具有中较多的均匀可控的气孔。气孔有开口气孔和闭口气孔之分，开口气孔具有过滤、吸收、吸附、消除回声等作用，而闭口气孔则有利于阻隔热量、声音以及液体与固体微粒传递。（2）强度高。多孔陶瓷材料一般由金属氧化物、二氧化硅、碳化硅等经过高温煅烧而成，这些材料本身具有较高的强度，煅烧过程中原料颗粒边界部分发生融化而粘结，形成了具有较高强度的陶瓷。（3）物理和化学性质稳定。多孔陶瓷材料可以耐酸、碱腐蚀，也能够承受高温、高压，自身洁净状态好，不会造成二次污染，是一种绿色环保的功能材料。（4）过滤精度高，再生性能好。用作过滤材料的多孔陶瓷材料具有较窄的孔径分布范围和较高的气孔率与比表面积，被过滤物与陶瓷材料充分接触，其中的悬浮物、胶体物及微生物等污染物质被阻截在过滤介质表面或内部，过滤效果良好。多孔陶瓷过滤材料经过一段时间的使用后，用气体或者液体进行反冲洗，即可恢复原有的过滤能力。由于其具有上述优点，可以适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等。
水作为人类赖以生存的资源，伴随着社会的发展和人们生活质量的提高，在水体的净化、处理等方面越来越受到世界各国的重视。爆炸式发展的工业技术，一方面带给人们生活质量的大幅度提高，然而，另一方面也对环境造成了很大污染，特别是对水体污染。因此，通过以多孔陶瓷材料为本体制备得到过滤水的陶瓷材料具有不同寻常的意义。
技术实现要素：
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种用于水过滤的陶瓷材料及其制备方法，通过以多孔陶瓷材料作为本体，将过滤组分附着于陶瓷材料的孔隙和表面，获得过滤效果好的新型陶瓷材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种用于水过滤的陶瓷材料，包括多孔陶瓷本体和过滤组分；所述过滤组分附着在多孔陶瓷本体孔内和表面；所述多孔陶瓷本体由下列重量组份的各物质组成：氮化硅25-40份、钛酸镁10-15份、碳化钒10-15份、堇青石8-12份、硼化镧5-10份、氧化铟锡3-8份和衣康酸酯10-20份；所述过滤组分包括2-乙基己酸锌5-8份、四异丙基钛酸酯10-20份、烯唑醇4-7份和月桂酰胺3-6份。
进一步的，所述过滤组分和多孔陶瓷本体的体积配比为20-40：1。
进一步的，所述多孔陶瓷本体中氮化硅35份、钛酸镁12份、碳化钒14份、堇青石10份、硼化镧8份、氧化铟锡5份和衣康酸酯15份；所述过滤组分中2-乙基己酸锌7份、四异丙基钛酸酯15份、烯唑醇6份和月桂酰胺4份。
一种用于水过滤的陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：多孔陶瓷本体的制备：将氮化硅25-40份、钛酸镁10-15份、碳化钒10-15份、堇青石8-12份、硼化镧5-10份、氧化铟锡3-8份混合并研磨至100-200目；随后加入衣康酸酯10-20份在温度80-120℃下搅拌反应30-45min；随后将反应产物在温度500-600℃烧结反应15-20min，随后在温度1100-1300℃下烧结反应1-2h，待反应冷却后即可得到所述多孔陶瓷本体；
S2：过滤组分的制备：将2-乙基己酸锌5-8份、四异丙基钛酸酯10-20份、烯唑醇4-7份和月桂酰胺3-6份混合，超声处理20-30min，随后经微波处理10-15min；制备得到过滤组分；
S3：陶瓷材料的制备：将过滤组分和多孔陶瓷本体按照体积配比为20-40：1混合，在温度120-150℃下先搅拌反应20-40min；随后再静止保温反应1-3h；待反应结束后将反应物放入马弗炉中在温度300-400℃下焙烧20-35min；冷却后即可得到所述陶瓷材料。
进一步的，步骤S1中研磨至120目；在温度105℃下搅拌反应35min；随后将反应产物在温度550℃烧结反应15min，随后在温度1250℃下烧结反应1.5h。
进一步的，步骤S2中以功率2500W超声处理25min，随后在功率3500W下微波处理15min。
进一步的，步骤S3中在温度135℃下先搅拌反应30min；静止保温反应2h；马弗炉中在温度350℃下焙烧30min。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明所述一种用于水过滤的陶瓷材料的制备方法，以氮化硅、钛酸镁、硼化镧和氧化铟锡等材料制得多孔陶瓷材料本体，以2-乙基己酸锌、四异丙基钛酸酯等物质制得过滤组分，进而两者结合得到用于水过滤的陶瓷材料；该陶瓷材料相比现有技术而言，提高了水处理陶瓷材料的硬度，防止再生过程中孔隙坍塌；同时比表面积增加、孔径增大，比表面积为1300-1550m2/g，孔容为1-2.5ml/g，平均孔直径为10-15nm，能够容纳更多的过滤组分，提高过滤效率和质量，菌类总数明显下降。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
S1：多孔陶瓷本体的制备：将氮化硅25份、钛酸镁10份、碳化钒10份、堇青石8份、硼化镧5份、氧化铟锡3份混合并研磨至100目；随后加入衣康酸酯10份在温度80℃下搅拌反应30min；随后将反应产物在温度500℃烧结反应15min，随后在温度1100℃下烧结反应1h，待反应冷却后即可得到所述多孔陶瓷本体；
S2：过滤组分的制备：将2-乙基己酸锌5份、四异丙基钛酸酯10份、烯唑醇4份和月桂酰胺3份混合，功率2500W下超声处理20min，随后经功率3500W微波处理10min；制备得到过滤组分；
S3：陶瓷材料的制备：将过滤组分和多孔陶瓷本体按照体积配比为20：1混合，在温度120℃下先搅拌反应20min；随后再静止保温反应1h；待反应结束后将反应物放入马弗炉中在温度300℃下焙烧20min；冷却后即可得到所述陶瓷材料。
对上述陶瓷材料检测，结果表明：比表面积为1300m2/g，孔容为1ml/g，平均孔直径为10nm，菌类总数25CFU/mL。
实施例2
S1：多孔陶瓷本体的制备：将氮化硅40份、钛酸镁15份、碳化钒15份、堇青石12份、硼化镧10份、氧化铟锡8份混合并研磨至200目；随后加入衣康酸酯20份在温度120℃下搅拌反应45min；随后将反应产物在温度600℃烧结反应20min，随后在温度1300℃下烧结反应2h，待反应冷却后即可得到所述多孔陶瓷本体；
S2：过滤组分的制备：将2-乙基己酸锌8份、四异丙基钛酸酯20份、烯唑醇7份和月桂酰胺6份混合，功率2500W下超声处理30min，随后经功率3500W微波处理15min；制备得到过滤组分；
S3：陶瓷材料的制备：将过滤组分和多孔陶瓷本体按照体积配比为40：1混合，在温度150℃下先搅拌反应40min；随后再静止保温反应3h；待反应结束后将反应物放入马弗炉中在温度400℃下焙烧35min；冷却后即可得到所述陶瓷材料。
对上述陶瓷材料检测，结果表明：比表面积为1400m2/g，孔容为1.5ml/g，平均孔直径为12nm，菌类总数22CFU/mL。
实施例3
S1：多孔陶瓷本体的制备：将氮化硅30份、钛酸镁12份、碳化钒12份、堇青石8份、硼化镧8份、氧化铟锡6份混合并研磨至100目；随后加入衣康酸酯12份在温度90℃下搅拌反应35min；随后将反应产物在温度500℃烧结反应15min，随后在温度1150℃下烧结反应1h，待反应冷却后即可得到所述多孔陶瓷本体；
S2：过滤组分的制备：将2-乙基己酸锌6份、四异丙基钛酸酯12份、烯唑醇5份和月桂酰胺4份混合，功率2500W下超声处理25min，随后经功率3500W微波处理15min；制备得到过滤组分；
S3：陶瓷材料的制备：将过滤组分和多孔陶瓷本体按照体积配比为30：1混合，在温度120℃下先搅拌反应30min；随后再静止保温反应1.5h；待反应结束后将反应物放入马弗炉中在温度350℃下焙烧25min；冷却后即可得到所述陶瓷材料。
对上述陶瓷材料检测，结果表明：比表面积为1450m2/g，孔容为2.0ml/g，平均孔直径为12.5nm，菌类总数20CFU/mL。
实施例4
S1：多孔陶瓷本体的制备：将氮化硅35份、钛酸镁14份、碳化钒15份、堇青石10份、硼化镧10份、氧化铟锡4份混合并研磨至200目；随后加入衣康酸酯16份在温度110℃下搅拌反应45min；随后将反应产物在温度600℃烧结反应20min，随后在温度1300℃下烧结反应2h，待反应冷却后即可得到所述多孔陶瓷本体；
S2：过滤组分的制备：将2-乙基己酸锌8份、四异丙基钛酸酯15份、烯唑醇7份和月桂酰胺5份混合，功率2500W下超声处理30min，随后经功率3500W微波处理12min；制备得到过滤组分；
S3：陶瓷材料的制备：将过滤组分和多孔陶瓷本体按照体积配比为35：1混合，在温度140℃下先搅拌反应40min；随后再静止保温反应2.5h；待反应结束后将反应物放入马弗炉中在温度450℃下焙烧30min；冷却后即可得到所述陶瓷材料。
对上述陶瓷材料检测，结果表明：比表面积为1500m2/g，孔容为2.3ml/g，平均孔直径为13.5nm，菌类总数17CFU/mL。
实施例5
S1：多孔陶瓷本体的制备：将氮化硅35份、钛酸镁12份、碳化钒14份、堇青石10份、硼化镧8份、氧化铟锡5份混合并研磨至120目；随后加入衣康酸酯15份在温度105℃下搅拌反应35min；随后将反应产物在温度550℃烧结反应15min，随后在温度1250℃下烧结反应1.5h，待反应冷却后即可得到所述多孔陶瓷本体；
S2：过滤组分的制备：将2-乙基己酸锌7份、四异丙基钛酸酯15份、烯唑醇6份和月桂酰胺4份混合，功率2500W下超声处理25min，随后经功率3500W微波处理15min；制备得到过滤组分；
S3：陶瓷材料的制备：将过滤组分和多孔陶瓷本体按照体积配比为30：1混合，在温度135℃下先搅拌反应30min；随后再静止保温反应2h；待反应结束后将反应物放入马弗炉中在温度350℃下焙烧30min；冷却后即可得到所述陶瓷材料。
对上述陶瓷材料检测，结果表明：比表面积为1550m2/g，孔容为2.5ml/g，平均孔直径为15nm，菌类总数15CFU/mL。
现有技术中用于水净化的陶瓷材料的比表面积为780m2/g，孔容为0.6ml/g，平均孔直径为7nm，菌类总数50CFU/mL；经对比，本发明所述陶瓷材料性能显著提高。
本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。