CN108276020A - 一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷及其制备方法。本发明制备的多孔陶瓷包括以下重量份的原材料：粉煤灰50‑60份，赤泥20‑30份，膨润土20‑40份，硼砂10‑20份，微孔分子筛2‑4份，蜂蜜10‑15份，水50‑60份。其制备方法包括：首先配置蜂蜜溶液，然后将分子筛加入蜂蜜溶液中超声分散制得蜂蜜‑分子筛混合溶液，再将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入蜂蜜‑分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中干燥，最后将脱模干燥后的陶瓷坯体经烧结后获得制品。本发明制备的多孔陶瓷制造成本低，制品孔隙率高、气孔分布均匀且强度高，具有良好的市场应用前景。

Description

一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明属于陶瓷材料制作技术领域，特别涉及一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷及其制备方法。
背景技术
多孔陶瓷是一种经过高温烧结制备出的内部具有大量连通或闭合的气孔的陶瓷材料，其孔隙率在20% - 97%范围内，孔径在0.1 nm～4 mm范围内。具有多孔结构的陶瓷材料，陶瓷基体的耐高温、热导率低、耐腐蚀等优异的性能及多孔结构发达的比表面积、独特的物理表面特性、对液体和气体介质有选择的透过性或阻压特性等优异的特性相结合，使多孔陶瓷这一绿色材料可以在气体或液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料、特种墙体材料和传感器材料等多方面得到广泛的应用。
目前商业化的多孔陶瓷原料还多限于Al2O3、SiC、SiO2和莫来石等，这些材料价格较高，且制备过程中需要较高的烧结温度，给多孔陶瓷大规模制备和应用造成了困难，因此寻找成本低廉的原材料成为市场应用的关键。
粉煤灰是燃煤火力发电厂流化床锅炉中大量排放的物质，它是由磨成一定细度的煤粉或煤矸石粉在流化床锅炉中经过高温燃烧后由收尘器收集起来的细灰。赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业固体废弃物。我国现已积累了大量的粉煤灰和赤泥，由于对其利用价值较低，大量的粉煤灰和赤泥，占用大量的土地，污染了环境，危害着人们的健康。目前我国粉煤灰及赤泥的利用主要集中在水泥和混凝土等建筑材料行业，利用价值较低，且其制品具有强度低，气孔分布不均匀等缺陷，极大地限制了其应用推广，因此如何优化工艺，突破技术障碍，提高其利用价值，成为研究热点。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷及其制备方法。该方法制备的多孔陶瓷制造成本低，生产的制品具有孔隙率高、气孔分布均匀及强度高的优点。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，包括以下重量份的原材料制成：粉煤灰50-60份，赤泥20-30份，膨润土20-40份，硼砂10-20份，微孔分子筛2-4份，蜂蜜10-15份，水50-60份。
本发明的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，包括以下重量份的原材料，优选为：粉煤灰48份，赤泥25份，膨润土30份，硼砂10份，5Å分子筛3份，蜂蜜15份，水55份。
所述分子筛为微孔分子筛，且孔径小于等于0.7nm。
所述分子筛为3Å分子筛、4Å分子筛、5Å分子筛、ZSM-5分子筛中的一种。
本发明还提供上述以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
A、将蜂蜜与水混合，配置蜂蜜溶液；
B、将分子筛加入A步骤中所述蜂蜜溶液，超声分散，制得蜂蜜-分子筛混合溶液；
C、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至B步骤所述的蜂蜜-分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中干燥脱模；
D、步骤C的干燥脱模后的陶瓷坯体在一定条件下烧结后获得制品。
所述步骤B的超声分散条件为：超声功率250W，时间10分钟。
所述步骤C的干燥脱模条件为：加热温度60～85℃，保温时间40～60分钟。
所述步骤D的烧结条件为：温度1000～1100℃，时间8～10小时。
本发明与现有技术相比的有益效果是：该方法制备的多孔陶瓷孔隙率高，气孔分布均匀且强度高。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详述：
实施例1：
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰50份，赤泥20份，膨润土40份，硼砂15份，4Å分子筛2份，蜂蜜10份，水50份；
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
A、将蜂蜜与水混合，配置蜂蜜溶液；
B、将4Å分子筛加入A步骤中所述蜂蜜溶液，在功率为250W超声分散10分钟，制得蜂蜜-4Å分子筛混合溶液；
C、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至步骤B所述的蜂蜜-4Å分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中，60℃加热，保温60分钟；
D、步骤C的脱模干燥后的陶瓷坯体经烧结后获得制品；烧窑的温度为：1050℃，烧窑的时间为：10小时。
实施例2：
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰60份，赤泥20份，膨润土20份，硼砂20份，ZSM-5分子筛4份，蜂蜜15份，水60份；
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
A、将蜂蜜与水混合，配置蜂蜜溶液；
B、将ZSM-5分子筛加入A步骤中所述蜂蜜溶液，在功率为250W超声分散10分钟，制得蜂蜜- ZSM-5分子筛混合溶液；
C、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至步骤B所述的蜂蜜-分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中，85℃加热，保温40分钟；
D、步骤C的脱模干燥后的陶瓷坯体经烧结后获得制品；烧窑的温度为：1100℃，烧窑的时间为：8小时。
实施例3：
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰48份，赤泥25份，膨润土30份，硼砂10份，5Å分子筛3份，蜂蜜15份，水55份；
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
A、将蜂蜜与水混合，配置蜂蜜溶液；
B、将5 Å分子筛加入A步骤中所述蜂蜜溶液，在功率为250W超声分散10分钟，制得蜂蜜-5Å分子筛混合溶液；
C、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至步骤B所述的蜂蜜-5Å分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中，85℃加热，保温40分钟；
D、步骤C的脱模干燥后的陶瓷坯体经烧结后获得制品；烧窑的温度为：1000℃，烧窑的时间为：9.5小时。
实施例4：
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰50份，赤泥30份，膨润土20份，硼砂15份，3Å分子筛2份，蜂蜜15份，水50份；
一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
A、将蜂蜜与水混合，配置蜂蜜溶液；
B、将3Å分子筛加入A步骤中所述蜂蜜溶液，在功率为250W超声分散10分钟，制得蜂蜜-3Å分子筛混合溶液；
C、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至步骤B所述的蜂蜜- 3Å分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中，75℃加热，保温50分钟；
D、步骤C的脱模干燥后的陶瓷坯体经烧结后获得制品；烧窑的温度为：1000℃，烧窑的时间为：9.5小时。
对比例1：
一种陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰48份，赤泥25份，膨润土30份，硼砂10份，5Å分子筛3份，水55份；
该陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
A、将5 Å分子筛加入水中，在功率为250W超声分散10分钟，制得5Å分子筛水溶液；
B、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至A步骤所述的5Å分子筛水溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中， 85℃加热，保温40分钟；
C、步骤B的脱模干燥后的陶瓷坯体经烧结后获得制品；烧窑的温度为：1000℃，烧窑的时间为：9.5小时。
本实施例对制得的多孔陶瓷进行性能测试，包括显气孔率及抗压强度，试验结果如表1所示。
表1 本发明多孔陶瓷的显气孔率及抗压强度
表1 结果表明，蜂蜜的加入后制得的多孔陶瓷显气孔率明显增大，实施例3的配方为最佳配方，即：粉煤灰48份，赤泥25份，膨润土30份，硼砂10份，5Å分子筛3份，蜂蜜15份，水55份，以该配方制得的多孔陶瓷显气孔率为50.60%，抗压强度29.12MPa。

Claims (8)

1.一种以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰50-60份，赤泥20-30份，膨润土20-40份，硼砂10-20份，分子筛2-4份，蜂蜜10-15份，水50-60份。
2.根据权利要求1所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，包括以下重量份的原材料：粉煤灰48份，赤泥25份，膨润土30份，硼砂10份，5Å分子筛3份，蜂蜜15份，水55份。
3.根据权利要求1所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，所述分子筛为微孔分子筛，且孔径小于等于0.7nm。
4.根据权利要求1所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷，其特征在于，所述分子筛为3Å分子筛、4Å分子筛、5Å分子筛、ZSM-5分子筛中的一种。
5.权利要求1所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将蜂蜜与水混合，配置蜂蜜溶液；
B、将分子筛加入A步骤中所述蜂蜜溶液，超声分散，制得蜂蜜-分子筛混合溶液；
C、将粉煤灰、赤泥、膨润土、硼砂加入至B步骤所述的蜂蜜-分子筛混合溶液中形成陶瓷浆料，陶瓷浆料进入球磨机混合均匀，脱气后将陶瓷浆料注入模具中干燥脱模；
D、步骤C的干燥脱模后的陶瓷坯体在一定条件下烧结后获得制品。
6.根据权利要求5所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤B的超声分散条件为：超声功率250W，时间10分钟。
7.根据权利要求5所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤C的干燥脱模条件为：加热温度60～85℃，保温时间40～60分钟。
8.根据权利要求5所述的以蜂蜜为造孔剂制备的多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤D的烧结条件为：温度1000～1100℃，时间8～10小时。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180713

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