CN101628807B - 一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法,所述陶瓷的原料为为:生硅藻土:50~99%,活性炭:1~50%,制备方法,只需经过原料混合搅拌、成型、低温烧结等简单几个步骤。该方法利用生硅藻土的可塑性及其天然的微孔与低温烧结特性,与活性炭粉末直接混合后,采用各种成型方法,再经过低温烧结后就可得到成品。本发明的特点是:配方简单,工艺简便,原料易得,成本低廉,可按用户要求制成各种形状,并可再生使用,很适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于一种复合陶瓷材料技术领域,具体涉及一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法。
背景技术
活性炭作为一种孔隙发达的炭质材料,已经广泛用于分离,精制,催化剂,试剂回收及其他,特别是在公害治理方面得到广泛的应用。但是随着人们对活性炭的需求,质量要求的不断提高,活性炭也显现出诸多的缺点,例如强度低,大多产品为粉状、粒状,使用寿命短,回收再生使用费用高等,严重制约了活性炭的发展,成为业界的焦点。
活性炭陶瓷材料可克服活性炭形状松散,强度低,回收困难等缺点,还可再生后使用,引起了世人的极大关注。但是,在活性炭陶瓷的制备方面,存在配方复杂、工序繁琐等诸多弊端。
发明内容
本发明的目的是提供一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法,解决现有技术中配方复杂、工序繁琐、产品性能不高等绝点,本发明方法利用生硅藻土的可塑性及其天然的微孔特性,与活性炭粉末直接混合后成型,再经过低温烧结就可得到成品,配方简单、工艺简便,可按用户要求制成各种形状,并可再生使用;原料易得,成本低廉,很适合大规模工业化生产。
本发明的活性炭陶瓷采用生硅藻土与活性炭为原料进行制备,所述原料配方,按照质量份数为:生硅藻土:50~99%,活性炭:1~50%。
本发明的制备方法,只需经过原料混合搅拌、成型、低温烧结等简单几个步骤。
本发明的效益和优越性在于:本发明以生硅藻土及活性炭粉末为原料,充分利用生硅藻土的可塑性及天然的微孔与低温烧结特性,与活性炭混合后成型、烧结即可制得一种活性炭多孔陶瓷材料,解决了活性炭强度低、使用寿命短、回收困难等缺点,广泛适用于水与空气的净化处理,并且可以加工成各种复杂形状,易于再生使用;制备方法简单易行,原料易得,成本低廉,适合大规模工业化生产。
具体实施方式
本发明所用的生硅藻土是指未煅烧的硅藻土。
按照质量份数:生硅藻土50~99%;活性炭1~50%。
具体制备步骤为:
(1)将生硅藻土与活性炭分别粉碎研磨经过200目的细筛;
(2)按上述配方秤取原料粉末混合,将混合后的原料按照(质量份数)混合料1份、水0.8~1.2份的比例投入搅拌机,搅拌0.5~2小时,得到粉料;
(3)将粉料经过成型,制成半成品坯体;
(4)将半成品坯体烘干后,埋入预先配制好的气氛保护砂中,放入窑炉,在还原保护气氛及适当的热处理条件(以100~500℃/h的升温速率升至700~1000℃,保温时间0.5~2h)下烧结热处理;
(5)自然冷却至室温,将烧结后的制品取出,清洗后烘干,即可制得活性炭陶瓷。
所述烧结步骤中使用的气氛保护用砂为:用活性炭、石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种粉末与干燥河砂按(质量比)1∶1的比例研磨混合均匀,过20目筛后制备而成。
下面结合具体实施例对本发明内容进行具体说明,但是本发明不仅限于此:
实施例1:
利用生硅藻土和活性炭为原料制备活性炭陶瓷。其原料配方如下,按照质量份数:400目生硅藻土粉末70%,200目活性炭粉末30%。
制备步骤:
(1)原料预处理:将生硅藻土、活性炭分别研碎,过200目筛。
(2)配料成型:按上述配方秤取原料并混合均匀,将混合后的原料按照(质量比)混合料1份、水0.8~1.2份的比例投入搅拌机,搅拌0.5~2小时,得到粉料,粉料采用半干压成型,成型后进行干燥;
(3)烧结:将干燥后的坯体用气氛保护沙(活性炭∶河沙为1∶1,质量比)填埋,放入窑炉中进行烧结热处理:升温速率:200℃/h,在800℃处保温1小时;
(4)清洗:将烧结后的制品用清水洗净烘干,即可得活性炭陶瓷。
性能:气孔率50.35%,体积密度为1.06g/cm3,比表面积为248.32m2/g,碘吸附值为235.6mg/g。
实施例2
利用生硅藻土和活性炭为原料制备活性炭陶瓷。其原料配方按照质量份数如下:300目生硅藻土粉末80%,200目活性炭粉末20%。
制备步骤:
(1)原料预处理:将生硅藻土、活性炭分别研碎,过200目筛。
(2)配料成型:按上述配料比例称量各种原料(质量比),并按混合料1份、水0.8~1.2份的比例投入搅拌机,搅拌0.5~2小时,得到粉料,粉料采用挤压成型,成型后进行干燥;
(3)烧结:将干燥后的坯体用气氛保护沙(石墨∶河沙为1∶1,质量比)填埋,放入窑炉中进行热处理,升温速率:300℃/h,在950℃处保温0.5小时。
(4)清洗:将烧结后的制品用清洗后烘干,即可得活性炭陶瓷。
性能:比表面积为170.6m2/g,孔容为0.215cm3/g,孔径为1.9798nm,碘吸附值为210.5mg/g。
Claims (1)
1. 一种简便的活性炭陶瓷的制备方法,其特征在于:所述活性炭陶瓷的原料配方,按照质量份数为:生硅藻土:50~99%,活性炭:1~50%;所述的生硅藻土是指未煅烧的硅藻土;
所述制备方法的步骤为:
a.将生硅藻土与活性炭分别粉碎研磨通过200目细筛;
b.按所述配方秤取原料粉末混合,将混合后的原料按照质量份数:混合料1份、水0.8~1.2份的比例投入搅拌机,搅拌0.5~2小时,得到粉料;
c.将粉料经过成型,制成半成品坯体;所述成型方法采用注浆法、或采用可塑法、或采用压制成型的方法;
d.将半成品坯体烘干后,埋入气氛保护砂中,放入窑炉进行烧结热处理,所述烧结热处理条件为:以100~500℃/h的升温速率升至700~1000℃,保温时间0.5~2h;所述的气氛保护砂为:用活性炭、石墨、木炭、煤炭或焦炭中的任何一种的粉末与干燥河砂按质量比1∶1的比例研磨混合均匀,过20目筛后制备而成;
e.自然冷却至室温,将烧结后的制品取出,清洗后烘干,即制得活性炭陶瓷。
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