CN102806064B - 硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法 - Google Patents

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Abstract

硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法属无机非金属材料技术领域，本发明按重量百分比将硅藻土50～55、玻璃粉10～14、粘土3、碳酸钠1、水28～32、碳酸钠溶液0或5、三氯化铁溶液0或3、硫酸铜溶液0或2均匀混合，用中药制丸机制备成直径为3～8毫米的球形颗粒，放于阴凉处，静置干燥，并每次按1～2公斤的量，置于800w的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒；采用本发明制备硅藻土陶粒成本低廉，制备简单，陶粒的孔隙率高，吸附能力强，陶粒具有粉红、白、深褐或亮蓝色等颜色，适于加工成具有家居装饰功能的室内空气净化产品。

Description

硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法
技术领域
本发明属无机非金属材料技术领域，具体涉及一种硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法。
背景技术
硅藻土多彩多孔陶粒是一种具有粉红、白、深褐或亮蓝等颜色的高比表面积和高孔隙率的硅藻土陶粒，可以有效吸附并富集甲醛，苯和氨等空气污染物质。硅藻土多孔陶粒可以直接或在陶粒表面复合光触媒后，应用于室内空气净化。
现有的硅藻土陶粒的制备技术需要经600℃以上的高温烧制，这种烧制会大大降低硅藻土陶粒的孔隙率，即从原本的90％以上下降到65％左右，从而影响硅藻土陶粒的使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可大幅度提高孔隙率和吸附能力的硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法。
本发明的硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法，包括下列步骤：
1.原料准备，包括：硅藻土为过100目筛、未经烧制的硅藻土原土；玻璃粉为过300目筛的工业级玻璃粉；粘土为过300目筛的工业级粘土；碳酸钠为工业级无水碳酸钠；三氯化铁为工业级三氯化铁；硫酸铜为工业级五水硫酸铜；水为自来水；
2.配置三种着色剂，包括：将碳酸钠与水以重量比1：3相混合，充分搅拌，即得碳酸钠溶液；将三氯化铁与水以重量比1∶5相混合，充分搅拌，滴加0.1mol/L的盐酸至pH为2.8～3.5，即得三氯化铁溶液；将五水硫酸铜与水以重量比1∶5相混合，充分搅拌，滴加0.1mol/L的硫酸至pH为2.8～3.5，即得硫酸铜溶液；
3.将步骤a和b中的各物料按重量百分比配置：
上述碳酸钠溶液、三氯化铁溶液和硫酸铜溶液为分别单独添加；
4.将步骤c的物料均匀混合，用中药制丸机制备成直径为3～8毫米的球形颗粒，放于阴凉处，静置干燥；
5.将步骤d所得球形颗粒每次按1～2公斤的量，置于800w的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒。
传统的陶粒制备方法使用600摄氏度以上的高温，而高温会导致硅藻土构架坍塌，从而降低硅藻土陶粒的孔隙率，降低吸附能力。改用本发明的光波加热，利用干燥的硅藻土陶粒是热的不良导体的性质，避免陶粒内部经受高温，而且随着陶粒内部的水分从表面受热挥发，溶解于水中的助熔剂——碳酸钠也集中于陶粒表面，这有助于在陶粒表面形成具备较高机械强度的硬壳而在陶粒内部保持硅藻土原有的理化结构，从而提高硅藻土陶粒整体的孔隙率和吸附能力。
采用本发明制备硅藻土陶粒成本低廉，制备简单，陶粒的孔隙率高，吸附能力强，陶粒具有粉红、白、深褐或亮蓝色等颜色，适于加工成具有家居装饰功能的室内空气净化产品。
具体实施方式
一、结合实施例进一步详述本发明
本发明所用原料均可通过市售购得，以下实施例中的原料包括：硅藻土为过100目筛、未经烧制的硅藻土原土；玻璃粉为过300目筛的工业级玻璃粉；粘土为过300目筛的工业级粘土；碳酸钠为工业级无水碳酸钠；三氯化铁为工业级三氯化铁；硫酸铜为工业级五水硫酸铜；水为自来水。
实施例1
按重量百分比称取原料：硅藻土50％、玻璃粉14％、碳酸钠1％、粘土3％和水32％，充分混合均匀后，放入中药制丸机中，筛分，制得直径为3毫米的球形颗粒。每次按1～2公斤的量，置于800w的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒为粉红色，孔隙率为75.8％。
实施例2
按重量百分比称取原料：硅藻土50％、玻璃粉10％、碳酸钠1％、粘土3％、碳酸钠溶液5％和水31％，充分混合均匀后，放入中药制丸机中，筛分，制得直径为5毫米的球形颗粒。每次按1～2公斤的量，置于800w的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒为白色，孔隙率为77.1％。
实施例3
按重量百分比称取原料：硅藻土55％、玻璃粉10％、碳酸钠1％、粘土3％、三氯化铁溶液3％和水28％，充分混合均匀后，放入中药制丸机中，筛分，制得直径为6毫米的球形颗粒，每次按1～2公斤的量，置于800w的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒为深褐色，孔隙率为75.6％。
实施例4
按重量百分比称取原料：硅藻土52％、玻璃粉12％、碳酸钠1％、粘土3％、硫酸铜溶液2％和水30％，充分混合均匀后，放入中药制丸机中，筛分，制得直径为8毫米的球形颗粒。每次按1～2公斤的量，置于800w的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒。
经检验，此多孔硅藻土陶粒为亮蓝色，孔隙率为77.3％。
二、多彩多孔硅藻土陶粒在实验室范围内处理室内空气污染物的应用情况
1．以1公斤的硅藻土多彩多孔陶粒来处理空气污染物质。1.5M3的空气实验舱内，初始甲醛、苯和氨的浓度分别为0.80mg/m3、0.50mg/m3和0.60mg/m3。48小时后，甲醛、苯和氨的浓度分别降为0.08mg/m3、0.09mg/m3和0.03mg/m3，去除率分别为90％、82％和95％。
2．以硅藻土多彩多孔陶粒作为载体，复合2％(重量百分比)的二氧化钛纳米微粒后，取1公斤此复合材料来处理空气污染物质。1.5M3的空气实验舱内，初始甲醛、苯和氨的浓度分别为0.80mg/m3、0.50mg/m3和0.60mg/m3。48小时后，甲醛、苯和氨的浓度分别降为0.02mg/m3、0.02mg/m3和0.01mg/m3，去除率分别为98％、96％和98％。

Claims (1)

1.一种硅藻土多彩多孔陶粒的制备方法，其特征在于包括下列步骤：
a.原料准备，包括：硅藻土为过100目筛、未经烧制的硅藻土原土；玻璃粉为过300目筛的工业级玻璃粉；粘土为过300目筛的工业级粘土；碳酸钠为工业级无水碳酸钠；三氯化铁为工业级三氯化铁；硫酸铜为工业级五水硫酸铜；水为自来水；
b.配制三种着色剂，包括：将碳酸钠与水以重量比1：3相混合，充分搅拌，即得碳酸钠溶液；将三氯化铁与水以重量比1:5相混合，充分搅拌，滴加0.1mol/L的盐酸至pH为2.8～3.5，即得三氯化铁溶液；将五水硫酸铜与水以重量比1:5相混合，充分搅拌，滴加0.1mol/L的硫酸至pH为2.8～3.5，即得硫酸铜溶液；
c.将步骤a和b中的各物料按重量百分比配制：
上述碳酸钠溶液、三氯化铁溶液和硫酸铜溶液为分别单独添加；
d.将步骤c的物料均匀混合，用中药制丸机制备成直径为3～8毫米的球形颗粒，放于阴凉处，静置干燥；
e.将步骤d所得球形颗粒每次按1～2公斤的量，置于800W的光波炉中光照5分钟，并不停搅拌，即得硅藻土多彩多孔陶粒。
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