CN105152639A - 一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯及其制备方法，其主要由硅藻土、高岭土、竹炭粉、黑胆石、天青泥、多孔磷酸钙、粗孔硅胶、火山岩、托玛琳、海绿石、甲基丙烯酸正丁酯、乙醇、碳酸钠、抑菌剂组成。本发明的陶瓷滤芯以硅藻土为主要成分，生产成本低，耐磨性好，强度高，添加的竹炭粉、海绿石、粗孔硅胶等原料，可以吸附水中重金属等有害物质，添加的黑胆石、火山岩、托玛琳等原料，可以释放出负离子和远红外线，具有一定的杀菌作用，添加的抑菌剂中纳米氧化银成分中的银离子杀菌能力特别强，每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子，即可杀死水中大部分细菌，且银离子在使用过程中几乎不会消耗流失，使用寿命长，节约使用成本。

Description

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯及其制备方法

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，更具体地说是一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯及其制备方法。

背景技术

陶瓷滤芯，主要用于对饮用水进行过滤、抗菌和活化处理，有害的余氯和悬浮污染物、有机化学物质、颜色与异味，通过使用该滤芯能够过滤出达到一定饮用标准的饮用水。既可应用于净水器、桶装水和分质供水等行业，也可以应用于对水质供应有相应要求的其它场合。目前国际上过滤精度最高的陶瓷滤芯为双控制膜陶瓷滤芯，平均孔径为0.1μm。经该滤芯过滤后的水无需煮开，即可饮用，完全达到国家直接饮用水的标准。随着人们对健康生活的追求和水质的要求越来越高，陶瓷滤芯将会更加广泛地应用于饮用水处理领域。

硅藻土由无定形的SiO₂组成，并含有少量Fe₂O₃、CaO、MgO、Al₂O₃及有机杂质。硅藻土通常呈浅黄色或浅灰色，质软，多孔而轻，工业上常用来作为保温材料、过滤材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脱色剂及硅藻土助滤剂，催化剂载体等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯，由以下重量份原料制成：硅藻土60-70、高岭土12-16、竹炭粉6-8、黑胆石4-6、天青泥2-4、多孔磷酸钙4-5、粗孔硅胶2-4、火山岩3-5、托玛琳0.5-1、海绿石4-6、甲基丙烯酸正丁酯2-4、乙醇4-6、碳酸钠3-5、抑菌剂6-7；

所述的抑菌剂由以下重量份的原料制成：废旧陶瓷20-30、贝壳粉6-8、锗石粉4-6、玉石粉3-5、芒果核粉4-6、椰壳粉3-5、纳米氧化银1-3、柠檬酸2-3、过硫酸钾1-2、氢氧化钠2-4；制备方法为：(a)将废旧陶瓷、贝壳粉、锗石粉、玉石粉、芒果核粉、椰壳粉混合均匀，890-940℃煅烧1-2h，取出后研磨成1-10um的颗粒；(b)将纳米氧化银、柠檬酸、过硫酸钾、氢氧化钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在50-60℃下恒温处理30-40分钟，得银离子浆液；(c)将步骤(b)中的银离子浆液喷涂在步骤(a)中颗粒的表面，冷却干燥即得。

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将托玛琳、甲基丙烯酸正丁酯、乙醇、碳酸钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在40-50℃下保温处理50-60分钟；

(2)将硅藻土、高岭土、竹炭粉、黑胆石、天青泥、多孔磷酸钙、粗孔硅胶、火山岩、海绿石、抑菌剂等原料球磨后与步骤(1)中的原料混合搅拌成浆；

(3)将步骤(2)中的浆料倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为7-13mm后，倒出石膏模中的未吸附的流动浆料，获得空心的陶瓷滤芯胚体，将石膏模倒置放入真空度为10kPa的真空箱中，静止2～4小时脱气处理，把陶瓷滤芯胚体从石膏模内脱出；

(4)将陶瓷滤芯胚体干燥，然后放入真空反应烧结炉中，在氮气和氢气的气氛中烧结还原，按照4-5℃/min的速度升温，待温度升至810-870℃后烧结2-3小时即可。

本发明的优点在于：

本发明的陶瓷滤芯以硅藻土为主要成分，生产成本低，耐磨性好，强度高，添加的竹炭粉、海绿石、粗孔硅胶等原料，可以吸附水中重金属等有害物质，添加的黑胆石、火山岩、托玛琳等原料，可以释放出负离子和远红外线，具有一定的杀菌作用，添加的抑菌剂中纳米氧化银成分中的银离子杀菌能力特别强，每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子，即可杀死水中大部分细菌，且银离子在使用过程中几乎不会消耗流失，使用寿命长，节约使用成本。

具体实施方式

实施例1

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯，由以下重量(kg)原料制成：硅藻土60、高岭土12、竹炭粉6、黑胆石4、天青泥2、多孔磷酸钙4、粗孔硅胶2、火山岩3、托玛琳0.5、海绿石4、甲基丙烯酸正丁酯2、乙醇4、碳酸钠3、抑菌剂6；

所述的抑菌剂由以下重量(kg)的原料制成：废旧陶瓷20、贝壳粉6、锗石粉4、玉石粉3、芒果核粉4、椰壳粉3、纳米氧化银1、柠檬酸2、过硫酸钾1、氢氧化钠2；制备方法为：(a)将废旧陶瓷、贝壳粉、锗石粉、玉石粉、芒果核粉、椰壳粉混合均匀，890℃煅烧2h，取出后研磨成2um的颗粒；(b)将纳米氧化银、柠檬酸、过硫酸钾、氢氧化钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在50℃下恒温处理40分钟，得银离子浆液；(c)将步骤(b)中的银离子浆液喷涂在步骤(a)中颗粒的表面，冷却干燥即得。

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将托玛琳、甲基丙烯酸正丁酯、乙醇、碳酸钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在40℃下保温处理50分钟；

(2)将硅藻土、高岭土、竹炭粉、黑胆石、天青泥、多孔磷酸钙、粗孔硅胶、火山岩、海绿石、抑菌剂等原料球磨后与步骤(1)中的原料混合搅拌成浆；

(3)将步骤(2)中的浆料倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为7mm后，倒出石膏模中的未吸附的流动浆料，获得空心的陶瓷滤芯胚体，将石膏模倒置放入真空度为10kPa的真空箱中，静止2小时脱气处理，把陶瓷滤芯胚体从石膏模内脱出；

(4)将陶瓷滤芯胚体干燥，然后放入真空反应烧结炉中，在氮气和氢气的气氛中烧结还原，按照4℃/min的速度升温，待温度升至810℃后烧结2小时即可。

实施例2

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯，由以下重量(kg)原料制成：硅藻土65、高岭土14、竹炭粉7、黑胆石5、天青泥3、多孔磷酸钙4、粗孔硅胶3、火山岩4、托玛琳0.8、海绿石5、甲基丙烯酸正丁酯3、乙醇5、碳酸钠4、抑菌剂6；

所述的抑菌剂由以下重量(kg)的原料制成：废旧陶瓷25、贝壳粉7、锗石粉5、玉石粉4、芒果核粉5、椰壳粉4、纳米氧化银2、柠檬酸2.5、过硫酸钾1.5、氢氧化钠3；制备方法为：(a)将废旧陶瓷、贝壳粉、锗石粉、玉石粉、芒果核粉、椰壳粉混合均匀，920℃煅烧1.5h，取出后研磨成3um的颗粒；(b)将纳米氧化银、柠檬酸、过硫酸钾、氢氧化钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在55℃下恒温处理35分钟，得银离子浆液；(c)将步骤(b)中的银离子浆液喷涂在步骤(a)中颗粒的表面，冷却干燥即得。

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将托玛琳、甲基丙烯酸正丁酯、乙醇、碳酸钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在45℃下保温处理55分钟；

(2)将硅藻土、高岭土、竹炭粉、黑胆石、天青泥、多孔磷酸钙、粗孔硅胶、火山岩、海绿石、抑菌剂等原料球磨后与步骤(1)中的原料混合搅拌成浆；

(3)将步骤(2)中的浆料倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为10mm后，倒出石膏模中的未吸附的流动浆料，获得空心的陶瓷滤芯胚体，将石膏模倒置放入真空度为10kPa的真空箱中，静止3小时脱气处理，把陶瓷滤芯胚体从石膏模内脱出；

(4)将陶瓷滤芯胚体干燥，然后放入真空反应烧结炉中，在氮气和氢气的气氛中烧结还原，按照4℃/min的速度升温，待温度升至840℃后烧结2.5小时即可。

实施例3

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯，由以下重量(kg)原料制成：硅藻土70、高岭土16、竹炭粉8、黑胆石6、天青泥4、多孔磷酸钙5、粗孔硅胶4、火山岩5、托玛琳1、海绿石6、甲基丙烯酸正丁酯4、乙醇6、碳酸钠5、抑菌剂7；

所述的抑菌剂由以下重量(kg)的原料制成：废旧陶瓷30、贝壳粉8、锗石粉6、玉石粉5、芒果核粉6、椰壳粉5、纳米氧化银3、柠檬酸3、过硫酸钾2、氢氧化钠4；制备方法为：(a)将废旧陶瓷、贝壳粉、锗石粉、玉石粉、芒果核粉、椰壳粉混合均匀，940℃煅烧1h，取出后研磨成5um的颗粒；(b)将纳米氧化银、柠檬酸、过硫酸钾、氢氧化钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在60℃下恒温处理30分钟，得银离子浆液；(c)将步骤(b)中的银离子浆液喷涂在步骤(a)中颗粒的表面，冷却干燥即得。

一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯的制备方法，包括以下步骤：

(1)将托玛琳、甲基丙烯酸正丁酯、乙醇、碳酸钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在50℃下保温处理60分钟；

(2)将硅藻土、高岭土、竹炭粉、黑胆石、天青泥、多孔磷酸钙、粗孔硅胶、火山岩、海绿石、抑菌剂等原料球磨后与步骤(1)中的原料混合搅拌成浆；

(3)将步骤(2)中的浆料倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为13mm后，倒出石膏模中的未吸附的流动浆料，获得空心的陶瓷滤芯胚体，将石膏模倒置放入真空度为10kPa的真空箱中，静止4小时脱气处理，把陶瓷滤芯胚体从石膏模内脱出；

(4)将陶瓷滤芯胚体干燥，然后放入真空反应烧结炉中，在氮气和氢气的气氛中烧结还原，按照5℃/min的速度升温，待温度升至870℃后烧结3小时即可。

上述实施例1-3制得的陶瓷滤芯的吸附性能检测结果如下表所示：

表1实施例1-3制得的陶瓷滤芯的吸附性能检测结果

Claims (2)

1.一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯，其特征在于：由以下重量份原料制成：硅藻土60-70、高岭土12-16、竹炭粉6-8、黑胆石4-6、天青泥2-4、多孔磷酸钙4-5、粗孔硅胶2-4、火山岩3-5、托玛琳0.5-1、海绿石4-6、甲基丙烯酸正丁酯2-4、乙醇4-6、碳酸钠3-5、抑菌剂6-7；

所述的抑菌剂由以下重量份的原料制成：废旧陶瓷20-30、贝壳粉6-8、锗石粉4-6、玉石粉3-5、芒果核粉4-6、椰壳粉3-5、纳米氧化银1-3、柠檬酸2-3、过硫酸钾1-2、氢氧化钠2-4；制备方法为：(a)将废旧陶瓷、贝壳粉、锗石粉、玉石粉、芒果核粉、椰壳粉混合均匀，890-940℃煅烧1-2h，取出后研磨成1-10um的颗粒；(b)将纳米氧化银、柠檬酸、过硫酸钾、氢氧化钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在50-60℃下恒温处理30-40分钟，得银离子浆液；(c)将步骤(b)中的银离子浆液喷涂在步骤(a)中颗粒的表面，冷却干燥即得。

2.根据权利要求1所述的一种以硅藻土为基料的陶瓷滤芯的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将托玛琳、甲基丙烯酸正丁酯、乙醇、碳酸钠以及适量的水混合，加热搅拌至溶解后在40-50℃下保温处理50-60分钟；

(2)将硅藻土、高岭土、竹炭粉、黑胆石、天青泥、多孔磷酸钙、粗孔硅胶、火山岩、海绿石、抑菌剂等原料球磨后与步骤(1)中的原料混合搅拌成浆；

(3)将步骤(2)中的浆料倒入石膏模的型腔中，待在石膏模内壁吸附的胚体厚度为7-13mm后，倒出石膏模中的未吸附的流动浆料，获得空心的陶瓷滤芯胚体，将石膏模倒置放入真空度为10kPa的真空箱中，静止2～4小时脱气处理，把陶瓷滤芯胚体从石膏模内脱出；

(4)将陶瓷滤芯胚体干燥，然后放入真空反应烧结炉中，在氮气和氢气的气氛中烧结还原，按照4-5℃/min的速度升温，待温度升至810-870℃后烧结2-3小时即可。