CN101628807B - 一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法 - Google Patents

一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法 Download PDF

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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

一种简便的活性炭陶瓷及其制备方法
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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