CN103159428A - 一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法 - Google Patents

一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103159428A
CN103159428A CN201310101758XA CN201310101758A CN103159428A CN 103159428 A CN103159428 A CN 103159428A CN 201310101758X A CN201310101758X A CN 201310101758XA CN 201310101758 A CN201310101758 A CN 201310101758A CN 103159428 A CN103159428 A CN 103159428A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hull ash
rice hull
hole
quito
rice
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310101758XA
Other languages
English (en)
Inventor
赵雷
陈辉
王玺堂
杜星
陈欢
雷中兴
李远兵
李淑静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Original Assignee
Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan University of Science and Engineering WUSE filed Critical Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Priority to CN201310101758XA priority Critical patent/CN103159428A/zh
Publication of CN103159428A publication Critical patent/CN103159428A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。其技术方案是：以70~95wt%的稻壳灰和5~30wt%的增塑剂为原料，外加所述原料10~40wt%的水和1~15wt%的结合剂，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1000~1350℃条件下保温2.5~12小时，即得稻壳灰基多孔材料。其中：增塑剂为黏土、膨润土和叶腊石中的一种；结合剂为羧甲基纤维素、糊精、淀粉和蔗糖中的一种。本发明具有生产成本低、工艺简单、节能环保和易于工业化生产的特点；所制备的多孔材料具有较高的强度、较低的体积密度和较低导热系数，适用于气体液体过滤与净化分离、化工催化、高级保温、生物植入和吸声减震领域。

Description

一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法
技术领域
本发明属于多孔材料技术领域，具体涉及一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。
背景技术
多孔陶瓷材料是微孔分布均匀、体积密度小、有着三维立体网络骨架结构且相互贯通的陶瓷制品。它不仅有陶瓷材料所具有的耐高温、耐腐蚀和耐压等优点，还具有发达的比表面积和独特的物理表面特性，对液体和气体介质有选择的透过性、能量吸收或阻压特性。因此多孔陶瓷材料在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、高级保温材料、生物植入材料、吸声减震和传感器材料等许多方面得到广泛应用。
随着经济的高速发展，能源短缺和需求迅速增加的矛盾日益突出，能源紧缺和资源利用率不高已成为我国经济发展中关注的重大问题，因此节约能源，开发新能源，以及废物利用的研究也就显得尤为重要。
稻谷壳作为一种农业废弃物，资源丰富，但目前利用的程度很低，大部分作为了废物丢弃或燃烧。如何利用廉价易得的稻谷壳开发出高附加值的产品，不仅能提高稻谷壳的利用率，降低污染，还能创造经济效益、节约资源。目前稻壳的开发主要局限于制备白炭黑以及作为水泥添加剂使用，但制备白炭黑工艺较为复杂和成本高，作为水泥添加剂使用量有限。
发明内容
本发明旨在克服已有技术的缺陷，目的是提供一种成本低、工艺简单、节能环保和易于工业化生产的稻壳灰基多孔材料的制备方法；所制备的稻壳灰基多孔材料具有较高的强度、较低的体积密度和较低导热系数。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：以70~95wt%的稻壳灰和5~30wt%的增塑剂为原料，外加所述原料10~40wt%的水和1~15wt%的结合剂，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1000~1350℃条件下保温2.5~12小时，即得稻壳灰基多孔材料。
所述稻壳灰为稻谷壳在300~700℃燃烧或炭化后的产物。
所述增塑剂为黏土、膨润土和叶腊石中的一种，粒径均≤0.088mm。
所述结合剂为羧甲基纤维素、糊精、淀粉和蔗糖中的一种。
所述机压成型的压强为2~250Mp。
由于采用上述技术方案，本发明所用的主要原料为目前利用价值不大的稻壳灰，成本低，节能环保；通过机压成型，烧成后即得稻壳基多孔材料，生产工艺简单，易工业化生产。
本发明采用的稻壳灰为稻谷壳燃烧或炭化后的产物，稻谷壳通过生物矿化形成无定型二氧化硅是在温和的生理状态下完成的，这些生物源二氧化硅具有精确的遗传控制性，呈现纳米水平的精巧结构，在密度、组分、热学和力学性能等方面具有广泛的多样性，是人类目前无法制造出来的。土壤中的SiO2经过生物作用之后具有高纯、活性等特征，更重要的是经过了植物再“加工”的SiO2具有结构精致、造型各异的纳米结构。将稻谷壳经低温燃烧或炭化处理后得到的稻壳灰塑性变强，孔隙结构保留完好，存在大量微纳米孔，未烧尽碳质可以作为造孔剂再次造孔。所制备的多孔材料内部既有封闭均匀的微小气孔，又有迷宫式贯通孔，故孔隙结构优异，力学性能较佳；所制备的稻壳灰基多孔材料的体积密度0.5~1.5g/cm3，导热系数0.1~0.50 W/(m·K)，耐压强度2.0~40MPa。适用于气体液体过滤与净化分离、化工催化、高级保温、生物植入和吸声减震领域。
因此，本发明具有生产成本低、工艺简单、节能环保和易于工业化生产的优点；本发明所制备的多孔材料具有较高的强度、较低的体积密度和较低导热系数，适用于气体液体过滤与净化分离、化工催化、高级保温、生物植入和吸声减震领域。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，并非对本发明保护范围的限制。
本具体实施方式所述黏土、膨润土和叶腊石的粒径均≤0.088mm，实施例中不再赘述。
实施例1
一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。以70~75wt%的稻壳灰和25~30wt%的黏土为原料，外加所述原料10~15wt%的水和12~15wt%的羧甲基纤维素，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1000~1100℃条件下保温2.5~5小时，即得稻壳灰基多孔材料。
本实施例中：所述稻壳灰为稻谷壳在300~500℃燃烧后的产物；所述机压成型的压强为2~10Mp。
本实施例1所制备的稻壳灰基多孔材料经检测：体积密度为0.5~0.7g/cm3；导热系数为0.1~0.15 W/(m·K)；耐压强度达到2.0~4MPa。
实施例2
一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。以75~80wt%的稻壳灰和20~25wt%的膨润土为原料，外加所述原料15~20wt%的水和8~12wt%的糊精，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1100~1180℃条件下保温5~8小时，即得稻壳灰基多孔材料。
本实施例中：所述稻壳灰为稻谷壳在500~700℃燃烧后的产物；所述机压成型的压强为10~25Mp。
本实施例2所制备的稻壳灰基多孔材料经检测：体积密度为0.7~0.85g/cm3；导热系数为0.15~0.2 W/(m·K)；耐压强度达到4.0~10MPa。
实施例3
一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。以80~85wt%的稻壳灰和15~20wt%的叶腊石为原料，外加所述原料20~25wt%的水和3~8wt%的淀粉，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1180~1350℃条件下保温2.5~5小时，即得稻壳灰基多孔材料。
本实施例中：所述稻壳灰为稻谷壳在400~600℃燃烧后的产物；所述机压成型的压强为25~50Mp。
本实施例3所制备的稻壳灰基多孔材料经检测：体积密度为0.85~1.0g/cm3；导热系数为0.22~0.30 W/(m·K)；耐压强度达到10.0~18MPa。
实施例4
一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。以85~90wt%的稻壳灰和10~15wt%的叶腊石为原料，外加所述原料25~30wt%的水和1~3wt%的蔗糖，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1000~1110℃条件下保温2.5~8小时，即得稻壳灰基多孔材料。
本实施例中：所述稻壳灰为稻谷壳在300~500℃炭化后的产物；所述机压成型的压强为50~100Mp。
本实施例4所制备的稻壳灰基多孔材料经检测：体积密度为1.1~1.2g/cm3；导热系数为0.30~0.40 W/(m·K)；耐压强度达到18.0~25MPa。
实施例5
一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。以90~95wt%的稻壳灰和5~10wt%的膨润土为原料，外加所述原料35~40wt%的水和3~8wt%的蔗糖，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1100~1180℃条件下保温2.5~5小时，即得稻壳灰基多孔材料。
本实施例中：所述稻壳灰为稻谷壳在500~700℃炭化后的产物；所述机压成型的压强为100~150Mp。
本实施例5所制备的稻壳灰基多孔材料经检测：体积密度为1.2~1.3g/cm3；导热系数为0.4~0.45 W/(m·K)；耐压强度达到25.0~30MPa。
实施例6
一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法。以90~95wt%的稻壳灰和5~10wt%的黏土为原料，外加所述原料10~15wt%的水和3~8wt%的蔗糖，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1180~1350℃条件下保温5~8小时，即得稻壳灰基多孔材料。
本实施例中：所述稻壳灰为稻谷壳在400~600℃炭化后的产物；所述机压成型的压强为150~250Mp。
本实施例6所制备的稻壳灰基多孔材料经检测：体积密度为1.3~1.5g/cm3；导热系数0.42~0.50 W/(m·K)；耐压强度达到30.0~40MPa。
本具体实施方式所用的主要原料为目前利用价值不大的稻壳灰，成本低，节能环保；通过机压成型，烧成后即得稻壳基多孔材料，生产工艺简单，易工业化生产。
本具体实施方式采用的稻壳灰为稻谷壳燃烧或炭化后的产物，稻谷壳通过生物矿化形成无定型二氧化硅是在温和的生理状态下完成的，这些生物源二氧化硅具有精确的遗传控制性，呈现纳米水平的精巧结构，在密度、组分、热学和力学性能等方面具有广泛的多样性，是人类目前无法制造出来的。土壤中的SiO2经过生物作用之后具有高纯、活性等特征，更重要的是经过了植物再“加工”的SiO2具有结构精致、造型各异的纳米结构。将稻谷壳经低温燃烧或炭化处理后得到的稻壳灰塑性变强，孔隙结构保留完好，存在大量微纳米孔，未烧尽碳质可以作为造孔剂再次造孔。所制备的多孔材料内部既有封闭均匀的微小气孔，又有迷宫式贯通孔，故孔隙结构优异，力学性能较佳；所制备的稻壳灰基多孔材料的体积密度0.5~1.5g/cm3，导热系数0.1~0.50 W/(m·K)，耐压强度2.0~40MPa。适用于气体液体过滤与净化分离、化工催化、高级保温、生物植入和吸声减震领域。
因此，本具体实施方式具有生产成本低、工艺简单、节能环保和易于工业化生产的优点；本具体实施方式所制备的多孔材料具有较高的强度、较低的体积密度和较低导热系数，适用于气体液体过滤与净化分离、化工催化、高级保温、生物植入和吸声减震领域。

Claims (6)

1.一种稻壳灰基多孔材料的制备方法，其特征在于以70~95wt%的稻壳灰和5~30wt%的增塑剂为原料，外加所述原料10~40wt%的水和1~15wt%的结合剂，混合均匀，机压成型；再将成型后的坯体在110~150℃条件下干燥20~24h，然后在1000~1350℃条件下保温2.5~12小时，即得稻壳灰基多孔材料。
2.根据权利要求1所述的稻壳灰基多孔材料的制备方法，其特征在于所述稻壳灰为稻谷壳在300~700℃燃烧或炭化后的产物。
3.根据权利要求1所述的稻壳灰基多孔材料的制备方法，其特征在于所述增塑剂为黏土、膨润土和叶腊石中的一种，粒径均≤0.088mm。
4.根据权利要求1所述的稻壳灰基多孔材料的制备方法，其特征在于所述结合剂为羧甲基纤维素、糊精、淀粉和蔗糖中的一种。
5.根据权利要求1所述的稻壳灰基多孔材料的制备方法，其特征在于所述机压成型的压强为2~250Mp。
6.一种稻壳灰基多孔材料，其特征在于所述多孔材料为根据权利要求1~5项中任一项所述的稻壳灰基多孔材料的制备方法所制备的稻壳灰基多孔材料。
CN201310101758XA 2013-03-27 2013-03-27 一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法 Pending CN103159428A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310101758XA CN103159428A (zh) 2013-03-27 2013-03-27 一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310101758XA CN103159428A (zh) 2013-03-27 2013-03-27 一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103159428A true CN103159428A (zh) 2013-06-19

Family

ID=48583002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310101758XA Pending CN103159428A (zh) 2013-03-27 2013-03-27 一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103159428A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103588464A (zh) * 2013-10-14 2014-02-19 青岛文创科技有限公司 一种陶瓷吸附颗粒
CN104370500A (zh) * 2014-04-22 2015-02-25 天津锦美碳材科技发展有限公司 一种活性炭保温材料及其制备方法
CN112679225A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 华侨大学 一种多孔陶瓷材料造孔剂及其制备方法
CN113150237A (zh) * 2021-04-21 2021-07-23 武汉科技大学 一种含天然植物成分的聚氨酯复合吸声材料及其制备方法
CN113149702A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 江苏长城窑炉工程有限公司 一种高强轻质保温砖
CN114057508A (zh) * 2021-08-26 2022-02-18 朱建良 一种低铝高孔隙率多孔陶瓷材料及其制备方法
CN115925376A (zh) * 2022-09-06 2023-04-07 安徽省城建设计研究总院股份有限公司 一种改性水泥系竖向阻隔材料及其制备方法
CN116396058A (zh) * 2023-02-23 2023-07-07 湖北大学 一种体育跑道基层用稻壳基分级多孔砌块及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1041648A (zh) * 1989-10-28 1990-04-25 江西省建材工业科研设计院 高强轻质稻壳灰保温砖及其制法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1041648A (zh) * 1989-10-28 1990-04-25 江西省建材工业科研设计院 高强轻质稻壳灰保温砖及其制法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103588464A (zh) * 2013-10-14 2014-02-19 青岛文创科技有限公司 一种陶瓷吸附颗粒
CN104370500A (zh) * 2014-04-22 2015-02-25 天津锦美碳材科技发展有限公司 一种活性炭保温材料及其制备方法
CN112679225A (zh) * 2020-12-28 2021-04-20 华侨大学 一种多孔陶瓷材料造孔剂及其制备方法
CN113149702A (zh) * 2021-03-31 2021-07-23 江苏长城窑炉工程有限公司 一种高强轻质保温砖
CN113150237A (zh) * 2021-04-21 2021-07-23 武汉科技大学 一种含天然植物成分的聚氨酯复合吸声材料及其制备方法
CN114057508A (zh) * 2021-08-26 2022-02-18 朱建良 一种低铝高孔隙率多孔陶瓷材料及其制备方法
CN115925376A (zh) * 2022-09-06 2023-04-07 安徽省城建设计研究总院股份有限公司 一种改性水泥系竖向阻隔材料及其制备方法
CN116396058A (zh) * 2023-02-23 2023-07-07 湖北大学 一种体育跑道基层用稻壳基分级多孔砌块及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103159428A (zh) 一种稻壳灰基多孔材料及其制备方法
CN104163617B (zh) 一种陶粒生产方法及陶粒和陶粒的应用
CN103467102B (zh) 一种氮化硅多孔陶瓷及其制备方法
CN104927961A (zh) 一种生物质颗粒燃料及其制备方法
CN103964862A (zh) 一种陶瓷过滤器及其制备方法
CN101186519A (zh) 一种多孔陶瓷材料及其制备方法
CN102276242A (zh) 一种莫来石轻质砖及其制备方法
CN101580349B (zh) 含炭陶粒及其制备方法
CN107188601A (zh) 一种利用城市污水污泥制备轻质多孔陶粒的方法
CN105130391A (zh) 利用湖泊底泥和城市污泥微波烧结制备轻质陶粒的方法
CN103641484A (zh) 利用生物质电厂灰制备Si3N4/SiC复合陶瓷粉末的方法
CN101817692A (zh) 溶剂型木质素改性树脂制备木陶瓷的方法
CN103641507A (zh) 一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体及其制备方法
CN102826548A (zh) 蕉树基活性炭及其制备方法
CN106518009A (zh) 一种环保透水砖
CN103204673A (zh) 一种用于水处理的粉煤灰烧结材料
CN101497530B (zh) 一种高强度镁橄榄石质保温材料及其制备方法
CN103435332A (zh) 一种黏土轻质砖及其制备方法
CN101597160B (zh) 一种含炭墙面装饰材料及其制备方法
CN108865314A (zh) 一种新型环保耐燃生物质颗粒及其制备方法
CN105272156B (zh) 一种利用城市污泥制成的保温烧结砖及其生产工艺
CN103641483B (zh) 利用生物质电厂灰制备AlN/SiC复合陶瓷粉末的方法
CN103803554A (zh) 一种碳纳米管/多孔氧化硅复合粉体及其制备方法
CN103723999B (zh) 利用城市给水污泥制备花卉陶粒的方法
CN106518005A (zh) 一种烧结透水砖

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130619