CN101200383A

CN101200383A - 一种多功能环保催化陶瓷及其制作工艺

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Publication number: CN101200383A
Application number: CNA2006101353171A
Authority: CN
Inventors: 苏海松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-11
Filing date: 2006-12-11
Publication date: 2008-06-18

Abstract

一种多功能环保催化陶瓷及其制作工艺，包括陶瓷基体及覆盖于陶瓷基体表面的功能层，该功能层由以下重量比的各组分配制而成：Al₂O₃为40－60％、SiO₂为8－21％、TiO₂为8－25％、ZnO为5－10％、SiC为1.5－7％、Si₃N₄为1－5％、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂为3－8％。本发明具有以下优点：具有光触媒的杀菌、防霉、除臭及净化空气的功能；具有活化水的功能；对不同类型、层次的酒均有明显的催陈效果；在农业、畜牧和水产业生产方面具有催肥促长功能。

Description

一种多功能环保催化陶瓷及其制作工艺

技术领域

本发明涉及陶瓷及制作工艺，具体地说是指一种多功能环保催化陶瓷及其制作工艺。

背景技术

由于现代化生产大量使用有机化合物和化学制剂，以及在农业生产中和水产养殖生产中大量使用添加济和抗生素，使得空气、水源、土壤被严重污染，人们的饮食安全受到危害，出现了儿童性早熟、癌症、肿瘤、畸形(基因突变)、脑心血管病增加，成年人出现头痛、失眠、便秘和抵抗力低下等症状。针对这种状况，人们进行了各种各样的探索，以研究对策。对功能材料的研究正是人们的一种努力，功能材料可广泛应用于人们的日常生活中，主要是利用功能材料对空气、水、食物等进行杀菌、净化等作用，或者利用功能材料直接对人体进行作用，促进人体健康。

例如，中国专利200410061656.0号公开的“经络保健刮痧板和纳米养生珠用纳米陶瓷复合材料及其制备方法”、中国专利96106477.3号公开的“保健、抗菌多功能陶瓷釉及其陶瓷制品”、中国专利02115844.4号公开的“抗菌陶瓷的生产方法”、中国专利02125487.7号公开的“多功能健康陶瓷材料及其制备方法和用途”、中国专利91101730.5号公开的“远红外陶瓷及其制造方法”、中国专利98110953.5号公开的“远红外辐射功能陶瓷及应用其进行贮存式酒类陈酿方法”等等。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种具有抑菌防菌、活化水、酒类催陈、农牧水产业生产的催肥促长等多功能的环保催化陶瓷及其制作工艺。

本发明采用如下技术方案：一种多功能环保催化陶瓷，包括陶瓷基体及覆盖于陶瓷基体表面的功能层，该功能层由以下重量比的各组分配制而成：Al₂O₃为40-60％、SiO₂为8-21％、TiO₂为8-25％、ZnO为5-10％、SiC为1.5-7％、Si₃N₄为1-5％、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂为3-8％。

前述一种多功能环保催化陶瓷的生产工艺，包括以下步骤：1)将所述重量比的Al₂O₃、SiC、Si₃N₄、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂粉体分别与水按1∶1的重量比混合，搅拌均匀并静置，形成浆料；2)配置贵金属溶液，其中贵金属与水或酒精的重量比为1∶1000至1∶2000，将所述重量比的SiO₂、TiO₂、ZnO粉体分别与所述贵金属溶液混合，进行超声波分散处理，然后将所得悬浮液光照，形成浆料；3)将上述1)、2)步骤中形成的各浆料混合，球磨1至3小时，然后均匀喷施于陶瓷素坯表面，覆釉后经过1300℃以上高温一次烧成。

所述的贵金属为铂、钯、铑三者之一或其中任意两种的组合或三者的组合。

所述SiO₂、TiO₂、ZnO粉体的粒径小于50纳米，SiC、Si₃N₄粉体的粒径小于100纳米。

SiO₂、TiO₂或ZnO粉体分别与贵金属溶液混合分散时按1至5克∶100毫升的比例进行。

所述悬浮液光照时间为1至5小时。

经实验证明，上述多功能环保催化陶瓷具有以下特点：一，具有光触媒的杀菌、防霉、除臭及净化空气的功能；二，具有活化水的功能；三，对不同类型、层次的酒均有明显的催陈效果；四，在农业、畜牧和水产业生产方面具有催肥促长功能。

具体实施方式

本发明的具体实施方式一，其生产工艺主要包括以下步骤：

首先，称量以下重量的各组分：Al₂O₃40克、SiO₂20克、TiO₂20.5克、ZnO 10克、SiC 1.5克、Si₃N₄5克、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂3克。各组分均为粉体，其中SiO₂、TiO₂、ZnO粉体的粒径小于50纳米，SiC、Si₃N₄粉体的粒径小于100纳米。各种纳米材料可在市场上购得，本实施方式中的纳米材料从浙江弘晟材料科技股份有限公司、南京海泰纳米材料有限公司购得。并准备好陶瓷素坯。

第二，将所述重量比的Al₂O₃、SiC、Si₃N₄、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂粉体分别与水按1∶1的重量比混合，搅拌均匀并静置，形成四份浆料。

第三，配置贵金属的水溶液，其中贵金属采用铂，贵金属与水的重量比为1∶1000，将称量好的SiO₂、TiO₂、ZnO粉体分别与500毫升贵金属溶液混合，并进行超声波分散处理，然后将所得悬浮液光照3小时，形成三份浆料；

第四，将前述两个步骤中所得的七份浆料混合，球磨2小时，然后均匀喷施于陶瓷素坯表面，覆釉后经过1300℃以上高温一次烧成。

氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化硅是优良的红外材料。纳米碳化硅和纳米氮化硅在8-12微米的红外波段具有98％吸收性能。经过贵金属溶液分散处理的纳米材料，在材料表面沉积的贵金属在表面形成了短路微电池，提高了催化的反应活性。上述工艺制成的陶瓷体，是具有光热转换特性的功能体，具有远红外辐射功能和纳米光触媒抑菌除臭和空气净化的特性。

一、抑菌防病的作用

光触媒的杀菌、防霉功能。光触媒表面的氢氧自由基能破坏细胞膜使细胞质流失，从而造成细菌死亡和抑制病毒的活性，故能杀灭各种细菌、病毒，有效分解霉菌。

光触媒的除臭功能。通过氢氧自由基分解空气中的有机物气体，除去空气中的臭味。

光触媒的净化空气功能。对空气中的甲醛、苯、氨及其他挥发性有机化合物有强大的氧化分解作用，使之变为二氧化碳和水，从而达到净化空气的效果。另外，光触媒还能释放氧负离子，还人们一个真正绿色的生存环境。

二、活化水功能

研究证实，远红外线有益于脑心血管的健康和降低血液的酸性。

当水经过本发明陶瓷制品的作用后，水分子的缔合度大大减小，水的极性重新排列，使原本紊乱的大水分子团变成由5-6水分子组成的小分子团，增强了水的溶解力、渗透力，并产生羟基负离子，使水呈弱碱性的活性水，增加水中的溶解氧含量。研究表明，这种状态的水分子排列整齐、密度高、内聚力强、分子间的吸附力小、渗透力强，接近人体细胞水，易被人体细胞吸收，口感绵软甘醇，长期饮用，可以促进新陈代谢，调节人体的酸碱度，消除疲劳，改善微循环，增强人体免疫力，促进人体健康长寿。

人体细胞处于正常、异常、发炎、肿瘤状态下，能量转化的效率是不一样的。正常的人体能量辐射频率是4-14微米的远红外，强弱不同表现出人的健康状态不同。活性水被人体吸收后，人体细胞处于异常、发炎、肿瘤状态下时，人会有不适感，人们可以根据不适的程度决定是否去求医问药(疾病预警功能)。

三、酒类催陈功能

该催化陶瓷对不同类型、层次的酒均有明显陈酿效果，并对酒的品质有很大提高，可去除新酒味、燥辣味、苦涩味及邪杂气味等，从而使酒体醇厚协调，绵甜爽净，陈酒香气突出，回味悠长，所需陈酿时间短且不发生回生现象。

四、农业、畜牧和水产业生产的催肥促长功能

该陶瓷有着独特的光热转换性能，提高水、肥、农药、饲料等物质的能量，增强动植物体内酶的活性，促进动植物新陈代谢，提高动植物抗病、抗虫、抗寒、抗热、抗旱、抗涝、抗衰等能力，并能明显减少药物、化肥和饲料的使用量。使用时不用电，不用燃油，不受季节、气候、温度、昼夜等因素影响，可广泛应用于动植物的各个生产阶段，普遍增产二成至五成，并可明显提高产品的品质。

五、对燃料的节能、降废功能

纳米材料多功能环保光催化陶瓷具有的光热转换特性，可以提高燃料(燃油、煤等)分子的活性，与氧气的接触面增大，使之在燃烧过程中更为充分，增加燃料的使用效率，降低碳氢化合物及SO₂、CO等有害气体排放量，有益于对生态环境的保护。

本发明的具体实施方式二，本实施方式与实施方式一的生产工艺其本相同，主要区别在于材料的配比和工艺参数有所区别：

一，其各组分及重量比为：Al₂O₃50克、SiO₂10克、TiO₂15.5克、ZnO 10克、SiC 7克、Si₃N₄3克、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂4.5克；

二，贵金属溶液采用钯与酒精配制，贵金属与酒精的重量比为1∶1500；

三，贵金属溶液与SiO₂、TiO₂、ZnO粉体混合分散后悬浮液的光照时间为1小时；

四，球磨的时间为1.5小时。

本发明的具体实施方式三，本实施方式与实施方式一的生产工艺其本相同，主要区别在于材料的配比和工艺参数有所区别：

一，其各组分及重量比为：Al₂O₃53克、SiO₂21克、TiO₂8克、ZnO 5克、SiC 4克、Si₃N₄1克、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂8克；

二，贵金属溶液采用铑与水配制而成，贵金属与水的重量比为1∶2000；

三，贵金属溶液与SiO₂、TiO₂、ZnO粉体混合分散后悬浮液的光照时间为5小时；

四，球磨的时间为3小时。

本发明的具体实施方式四，本实施方式与实施方式一的生产工艺其本相同，主要区别在于材料的配比有所区别，其各组分及重量比为：Al₂O₃60克、SiO₂8克、TiO₂21.5克、ZnO 5克、SiC 1.5克、Si₃N₄1克、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂3克。

在上述四个实施方式中，贵金属溶液还可由铂、钯、铑中的任意两种的组合或三者的组合与水或酒精配制而成。

上述仅为本发明的几个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims

1.一种多功能环保催化陶瓷，包括陶瓷基体及覆盖于陶瓷基体表面的功能层，其特征在于该功能层由以下重量比的各组分配制而成：Al₂O₃为40-60％、SiO₂为8-21％、TiO₂为8-25％、ZnO为5-10％、SiC为1.5-7％、Si₃N₄为1-5％、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂为3-8％。

2.如权利要求1所述的一种多功能环保催化陶瓷的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)将所述重量比的Al₂O₃、SiC、Si₃N₄、(La0.05Y0.05Ce0.3Zr0.6)O₂粉体分别与水按1∶1的重量比混合，搅拌均匀并静置，形成浆料；

2)配置贵金属溶液，其中贵金属与水或酒精的重量比为1∶1000至1∶2000，将所述重量比的SiO₂、TiO₂、ZnO粉体分别与所述贵金属溶液混合，进行超声波分散处理，然后将所得悬浮液光照，形成浆料；

3)将上述1)、2)步骤中形成的各浆料混合，球磨1至3小时，然后均匀喷施于陶瓷素坯表面，覆釉后经过1300℃以上高温一次烧成。

3.如权利要求2所述的一种多功能环保催化陶瓷的生产工艺，其特征在于：所述的贵金属为铂、钯、铑三者之一或其中任意两种的组合或三者的组合。

4.如权利要求2所述的一种多功能环保催化陶瓷的生产工艺，其特征在于：SiO₂、TiO₂、ZnO粉体的粒径小于50纳米，SiC、Si₃N₄粉体的粒径小于100纳米。

5.如权利要求2所述的一种多功能环保催化陶瓷的生产工艺，其特征在于：SiO₂、TiO₂或ZnO粉体分别与贵金属溶液混合分散时按1至5克∶100毫升的比例进行。

6.如权利要求2所述的一种多功能环保催化陶瓷的生产工艺，其特征在于：所述悬浮液光照时间为1至5小时。