CN110256054A - 一种多孔导电陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种多孔导电陶瓷及其制备方法和应用，由包括以下质量份的原料制备得到：氧化铝50～65份；氧化钇稳定氧化锆粉10～15份；氧化硅4～6份；增稠剂0.5～1份；石墨10～30份。本发明通过优化各原料的添加量，在特定含量的多种组分的协调配合下，保证了多孔导电陶瓷的电学和力学性能需要，同时简单的制备原料组成，有利于降低成本、简化工艺；本发明提供的多孔导电陶瓷的制备方法简单，产业化可操作，具有极高的工业应用价值和经济价值。
Description
技术领域
本发明属于陶瓷材料技术领域，特别涉及一种多孔导电陶瓷及其制备方法和应用。
背景技术
近年来随着电化学处理污水技术的广泛研究，电极材料的研究也越来越受到关注，用于电化学处理特定污水(如制药废水，抗生素废水等)的电极材料通常是在电极材料基体上负载活性基团，提高其电芬顿反应的能力，负载了活性基团的电极材料能产生大量羟基自由基，能有效降低污水中的COD，BOD等指标数值。但是目前广泛使用的电极材料基体具有成本高(如铂)，寿命短，耐腐蚀性差(如铜)，负载面积小等缺点。针对常用电极材料的缺点，目前提出了多孔导电陶瓷这种电极材料，如钛基骨架多孔导电陶瓷。但现有的多孔导电陶瓷电极使用性能仍有待进一步提高，且成本高，操作复杂，不利于实际产业化应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多孔导电陶瓷及其制备方法，本发明所述多孔导电陶瓷具有多孔、负载面积大、耐腐蚀、寿命长且电学性能好的特点；并且本发明所述多孔导电陶瓷的制备方法成本低、工艺简单，具有广泛的市场价值和应用前景。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种多孔导电陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：
优选的，所述增稠剂为PTFE或淀粉溶液或由聚丙烯酸与氨水制备得到；所述氨水的质量分数为25％；所述聚丙烯酸与氨水的质量比为3:1；所述增稠剂的pH值为8～9。
优选的，所述石墨为鳞片石墨；所述氧化钇稳定氧化锆粉的粒径为30nm。
本发明还提供了上述技术方案所述多孔导电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅、石墨、增稠剂和水混合，得到混合浆液；
(2)在海绵上涂挂所述步骤(1)得到的混合浆液，得到挂浆海绵；
(3)将所述步骤(2)得到的挂浆海绵依次进行干燥和烧结处理，得到多孔导电陶瓷。
优选的，所述步骤(1)中由氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅和石墨组成的混合料与水的质量比为(3～8)：2。
优选的，所述步骤(3)中干燥的方式为自然干燥或烘干；所述自然干燥的温度为18～25℃，时间为12h；所述烘干的温度为60℃，时间为5～6h。
优选的，所述步骤(3)中烧结包括顺次进行的第一烧结和第二烧结。
优选的，所述第一烧结和第二烧结独立地包括升温过程和保温过程；所述第一烧结中升温速率为5～10℃/min，升温终止及保温温度为400～600℃，保温时间为0.5～1h；所述第二烧结的起始温度为所述第一烧结的保温温度，升温速率为2～7℃/min，升温终止及保温温度为1200～1400℃，保温时间为0.5～1h。
优选的，所述第一烧结的气氛为含氧气氛；所述第二烧结的气氛为惰性气氛。
本发明还提供了上述技术方案所述多孔导电陶瓷或上述制备方法得到的多孔导电陶瓷作为电极材料的应用。
本发明提供了一种多孔导电陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：氧化铝60～65份；氧化钇稳定氧化锆粉10～15份；氧化硅5～8份；增稠剂1～5份；石墨10～20份。本发明以氧化铝为陶瓷基料；以氧化钇稳定氧化锆粉为增强体，与氧化硅协同作用，实现对陶瓷晶相中晶粒的连接作用，增强多孔导电陶瓷的强度和稳定性；石墨提供导电性能，满足多孔导电陶瓷的电学性能需要；增稠剂使制备原料形成的混合浆液粘度增加，使混合浆液具有涂挂性能，为多孔导电陶瓷制备过程中由烧结而形成致密且坚固的陶瓷提供粘度保障。本发明通过优化各原料的添加量，在特定含量的多种组分的协调配合下，保证了多孔导电陶瓷的电学和力学性能需要，同时采用简单的制备原料，有利于降低成本、简化工艺。
本发明还提供了一种多孔导电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：(1)将氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅、石墨、增稠剂和水混合，得到混合浆液；(2)在海绵上涂挂所述步骤(1)得到的混合浆液，得到挂浆海绵；(3)将所述步骤(2)得到的挂浆海绵依次进行干燥和烧结处理，得到多孔导电陶瓷。本发明通过原料混合与特定的烧结工艺相结合，即制得具有良好使用性能的多孔导电陶瓷，制备工艺简单，产业化可操作。
实验数据表明，本发明提供的多孔导电陶瓷的电阻率为0.79～4.743Ω·cm，导电性良好；孔隙率达45.7～58.6％，气孔率适中，具有较大的反应界面面积；极限压强达12.03psia，具有较高的力学稳定性；而且本发明提供的制备工艺操作简单，具有可观的经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例1制备得到的多孔导电陶瓷的孔径分布图；
图2为本发明实施例2制备得到的多孔导电陶瓷的孔径分布图；
图3为本发明实施例3制备得到的多孔导电陶瓷的孔径分布图；
图4为本发明对比例1制备得到的多孔陶瓷的孔径分布图。
具体实施方式
本发明提供了一种多孔导电陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：
在本发明中，若无特殊说明，所有的组分均为本领域技术人员熟知的市售商品即可。
以质量份计，本发明提供的多孔导电陶瓷的制备原料包括氧化铝50～65份，优选为55～65份，更优选为60～65份。本发明以氧化铝为陶瓷基料，为多孔导电陶瓷提供物质基础。
以所述氧化铝的质量份为基准，本发明提供的多孔导电陶瓷的制备原料包括氧化钇稳定氧化锆粉10～15份，优选为11～15份，更优选为12～15份。在本发明中，所述氧化钇稳定氧化锆粉的粒径优选为30nm。
以所述氧化铝的质量份为基准，本发明提供的多孔导电陶瓷的制备原料包括氧化硅4～6份，优选为4.5～6份，更优选为5～6份。本发明以氧化钇稳定氧化锆粉为增强体，与氧化硅协同作用，通过在陶瓷晶相中对晶粒的连接作用，增强多孔导电陶瓷的强度和力学稳定性。
以所述氧化铝的质量份为基准，本发明提供的多孔导电陶瓷的制备原料包括增稠剂0.5～1份，优选为0.65～1份，更优选为0.8～1份。在本发明中，所述增稠剂优选为PTFE或淀粉溶液或由聚丙烯酸与氨水制备得到，更优选为由聚丙烯酸与氨水制备得到。本发明对所述聚丙烯酸与氨水制备增稠剂的方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的制备方法即可。在本发明中，所述氨水的质量分数优选为25％；所述聚丙烯酸与氨水的质量比优选为3:1。在本发明中，所述增稠剂的pH值优选为8～9。本发明中的增稠剂使制备原料形成的混合浆液粘度增加，使混合浆液具有涂挂性能，为多孔导电陶瓷制备过程中由烧结而形成致密且坚固的陶瓷提供粘度保障。
以所述氧化铝的质量份为基准，本发明提供的多孔导电陶瓷的制备原料包括石墨10～20份，优选为12～20份，更优选为15～20份。在本发明中，所述石墨优选为鳞片石墨。本发明中石墨提供导电性能，满足多孔导电陶瓷的电学性能需要。
本发明通过优化各原料的添加量，在特定含量的多种组分的协调配合下，保证了多孔导电陶瓷的电学和力学性能需要，同时由简单的制备原料组成，有利于降低成本、简化工艺。
本发明还提供了上述技术方案所述的多孔导电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅、石墨、增稠剂和水混合，得到混合浆液；
(2)在海绵上涂挂所述步骤(1)得到的混合浆液，得到挂浆海绵；
(3)将所述步骤(2)得到的挂浆海绵依次进行干燥和烧结处理，得到多孔导电陶瓷。
在本发明中，所述制备方法中各组分的用量与前述多孔导电陶瓷的技术方案中组分的用量一致，在此不再赘述。
本发明将氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅、石墨、增稠剂和水混合，得到混合浆液。本发明优选将氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉和氧化硅进行第一混合，得到第一混料。得到第一混料后，本发明优选将第一混料与石墨进行第二混合，得到第二混料。本发明对所述第一混合和第二混合的混合方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可。得到第二混料后，本发明优选将第二混料、增稠剂和水进行第三混合，得到混合浆液。在本发明中，所述由氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅和石墨组成的混合料与水的固液比优选为(3～8)：2，更优选为(4～7)：2。在本发明中，所述第三混合优选为球磨。在本发明中，所述球磨的球料比优选为2:1；所述球磨的时间优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h；所述球磨的转速优选为400～500rpm，更优选为420～480rpm。本发明通过分步骤混合，利用不同物料所具有的不同的表面张力，使各物料充分混合均匀，得到均一稳定的混合浆液，为多孔导电陶瓷的制备奠定物质基础。
得到混合浆液后，本发明在海绵上涂挂所述混合浆液，得到挂浆海绵。在本发明中，所述海绵的密度优选为20～30kg/m3。本发明通过限定海绵密度控制多孔导电陶瓷的孔隙率。本发明对所述海绵的形状和体积没有特殊限定，以能够满足多孔导电陶瓷形态需求为准。本发明对所述涂挂的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的在海绵上涂挂浆液的工艺即可。在本发明中，所述挂浆海绵的涂挂量优选为4～6g浆液/1g海绵，更优选为4.5～5.5g浆液/1g海绵，最优选为5g浆液/1g海绵。在本发明中，在海绵上均匀涂挂所述混合浆液的方法优选为将海绵浸泡在所述混合浆液中。得到挂浆海绵后，本发明将所述挂浆海绵依次进行干燥、烧结处理，得到多孔导电陶瓷。在本发明中，所述干燥的方式优选为自然干燥或烘干。在本发明中，所述自然干燥的温度优选为18～25℃，时间优选为12h。在本发明中，所述烘干的温度优选为60℃，时间优选为5～6h。
在本发明中，所述烧结优选包括顺次进行的第一烧结和第二烧结。在本发明中，所述第一烧结优选包括升温过程和保温过程；所述第一烧结中升温速率优选为5～10℃/min，更优选为5～8℃/min，进一步优选为5～6℃/min；升温终止及保温温度优选为400～600℃，更优选为420～550℃，进一步优选为440～510℃；保温时间优选为0.5～1h，更优选为0.5～0.8h，进一步优选为0.5～0.7h。在本发明中，所述第二烧结优选包括升温过程和保温过程；所述第二烧结中升温过程的起始温度为所述第一烧结的保温温度，升温速率优选为2～7℃/min，更优选为3～6℃/min，进一步优选为4～5℃/min；升温终止及保温温度优选为1200～1400℃，更优选为1250～1400℃，进一步优选为1300～1400℃；保温时间优选为0.5～1h，更优选为0.7～1h，进一步优选为0.9～1h。在本发明中，所述第二烧结的气氛优选为惰性气氛，更优选为氮气或氩气。若是在含氧条件下进行一次性烧结处理，在海绵烧失后，混合浆液烧结形成多孔结构氧化铝陶瓷，在烧成氧化铝陶瓷的过程中石墨将被氧化，导致烧成的陶瓷无导电特性；若是在惰性气体氛围下进行一次性烧结处理，则海绵不能在空气中被氧化烧尽，最终的陶瓷里会有海绵残余，降低陶瓷性能；本发明采取分段烧结，在第一烧结的氧气环境中烧失海绵形成多孔坯体，再将坯体置于惰性气体环境中高温烧结将氧化铝烧结为坚固的陶瓷，有利于去除海绵，同时避免石墨被氧化；将混合均匀的氧化铝粉末烧结成为坚固的陶瓷，保证陶瓷多孔及导电特性，高温下使得氧化铝形成多孔的陶瓷结构。本发明对保温后的冷却方式没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的陶瓷冷却的方式即可。
本发明还提供了上述技术方案所述多孔导电陶瓷作为电极材料的应用。在本发明中，所述应用优选包括：将所述多孔陶瓷作为电化学污水处理设备中的电极材料，用于电化学污水处理中；所述电化学污水处理设备为本领域技术人员熟知的电化学污水处理设备即可。采用本申请所述多孔导电陶瓷为电极材料，能够有效提高电极电芬顿反应的能力，产生更多羟基自由基，提高电极对污水处理的贡献，有利于降低污水中的COD、BOD等指标数值，且电极理化性质良好。在本发明中，所述污水优选为含无机物或有机物的污水。在本发明中，所述有机物优选为抗生素。在本发明的应用例中，所述抗生素优选为诺氟沙星。本发明对所述污水中的污染物浓度没有特殊限定，由常规浓度至高浓度均可。具体的，在本发明的实施例中，自然污水中诺氟沙星的常规浓度不大于20mg/L，而本发明提供的多孔导电陶瓷材料作为污水处理设备的工作电极时，污水处理设备可处理诺氟沙星浓度为100mg/L高浓度下的污水，且处理效果优异。
为了进一步说明本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明提供的多孔导电陶瓷及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
以质量份计，所用到的制备原料为：氧化铝65份，氧化钇稳定氧化锆粉15份，氧化硅6份，增稠剂1份，石墨(高纯鳞片石墨)13份。
制备方法如下：将氧化铝，氧化钇稳定氧化锆粉，氧化硅均匀的混到一起形成陶瓷粉末，将石墨混入陶瓷粉末中得到导电陶瓷混合粉体，将增稠剂与蒸馏水(增稠剂与蒸馏水按质量比4.67：2添加)加入导电陶瓷混合粉末中得到混合浆液；然后将海绵浸泡在所得导电陶瓷混合浆液中，令混合浆液在海绵内外涂挂均匀，涂挂量为5g浆液/1g海绵，捞出海绵后于室温下12h自然干燥，得到挂满导电陶瓷混合浆液的挂浆海绵；将所得挂浆海绵在空气气氛中进行第一烧结处理，其中第一烧结起始温度为50℃，升温速率为5℃/min，升温终止及保温温度为450℃，保温时间为0.5h，然后在氮气气氛中进行第二烧结处理，其中第二烧结升温速率为5℃/min，升温终止及保温温度为1400℃，保温时间为1h，自然冷却，得到多孔导电陶瓷材料。
按照GB/T 1552-1995《硅、锗单晶电阻率测定直流四探针法》标准，使用M-6型手持式四探针测试仪，对所得多孔导电陶瓷进行电阻率测试；按照多孔陶瓷产品通用技术条件GB/T 16533-1996方法，使用压汞仪，对所得多孔导电陶瓷的真实密度、孔隙率、极限压强进行测试，测试结果见表1；采用多孔陶瓷产品通用技术条件GB/T 16533-1996方法，使用压汞仪，对所得多孔导电陶瓷的孔径分布进行测量，所得孔径分布图见图1。
由图1可见，实施例1制备得到的多孔导电陶瓷主要孔径为8μm。
实施例2
以质量份计，所用到的制备原料为：氧化铝59.8份，氧化钇稳定氧化锆粉13.8份，氧化硅5.5份，增稠剂0.9份，石墨(高纯鳞片石墨)20份。
制备方法如下：将氧化铝，钇稳定氧化锆粉，氧化硅均匀的混到一起形成陶瓷粉末，将石墨混入陶瓷粉末中得到导电陶瓷混合粉体，将增稠剂与蒸馏水(增稠剂与蒸馏水按固液比4.67：2添加)加入导电陶瓷混合粉末中得到导电陶瓷混合浆液；然后将海绵浸泡在所得导电陶瓷混合浆液中，令浆液在海绵上涂挂均匀，涂挂量为5g浆液/1g海绵，捞出海绵后于室温下12h自然干燥，得到挂满导电陶瓷混合浆液的挂浆海绵；将所得挂浆海绵在空气气氛中进行第一烧结处理，其中第一烧结起始温度为50℃，升温速率为5℃/min，升温终止及保温温度为450℃，保温时间为0.5h，然后在氮气气氛中进行第二烧结处理，其中第二烧结升温速率为5℃/min，升温终止及保温温度为1400℃，保温时间为1h，自然冷却，得到多孔导电陶瓷材料。
采用与实施例1相同的测试方法，对所得多孔导电陶瓷进行电阻率测试、真实密度、孔隙率测试、极限压强测试，测试结果见表1；采用与实施例1相同的测量方法，对所得多孔导电陶瓷进行孔径分布测量，所得孔径分布图见图2。
由图2可见，实施例1制备得到的多孔导电陶瓷主要孔径为6～8μm。
实施例3
以质量份计，所用到的制备原料为：氧化铝52.3份，氧化钇稳定氧化锆粉12.1份，氧化硅4.8份，增稠剂0.8份，石墨(高纯鳞片石墨)30份。
制备方法如下：将氧化铝，钇稳定氧化锆粉，氧化硅均匀的混到一起形成陶瓷粉末，将石墨混入陶瓷粉末中得到导电陶瓷混合粉体，将增稠剂与蒸馏水(增稠剂与蒸馏水按固液比4.67：2添加)加入导电陶瓷混合粉末中得到导电陶瓷混合浆液；然后将海绵浸泡在所得导电陶瓷混合浆液中，令浆液在海绵上涂挂均匀，涂挂量为5g浆液/1g海绵，捞出海绵后于室温下12h自然干燥，得到挂满导电陶瓷混合浆液的挂浆海绵；将所得挂浆海绵在空气气氛中进行第一烧结处理，其中第一烧结起始温度为50℃，升温速率为5℃/min，升温终止及保温温度为450℃，保温时间为0.5h，然后在氮气气氛中进行第二烧结处理，其中第二烧结升温速率为5℃/min，升温终止及保温温度为1400℃，保温时间为1h，自然冷却，得到多孔导电陶瓷材料。
采用与实施例1相同的测试方法，对所得多孔导电陶瓷进行电阻率测试、真实密度、孔隙率测试、极限压强测试，测试结果见表1；采用与实施例1相同的测量方法，对所得多孔导电陶瓷进行孔径分布测量，所得孔径分布图见图3。
由图3可见，实施例1制备得到的多孔导电陶瓷主要孔径为6～8μm。
表1实施例1～3测试结果
| 电阻率/Ω·cm | 真实密度/(g/mL) | 孔隙率/％ | 极限压强/psia | |
| 实施例1 | 4.743 | 4.52 | 45.7 | 10.44 |
| 实施例2 | 1.613 | 3.76 | 54.2 | 12.03 |
| 实施例3 | 0.79 | 3.73 | 58.6 | 10.97 |
由表1可见，本发明提供的多孔导电陶瓷电阻率为0.79～4.743Ω·cm，导电性良好；孔隙率达45.7～58.6％，气孔率适中，具有较大的反应界面面积；极限压强达12.03psia，具有较高的力学稳定性。
对比例1
以质量份计，所用到的制备原料为：氧化铝75份，氧化钇稳定氧化锆粉17份，氧化硅7份，增稠剂1份。
制备方法如下：将氧化铝，钇稳定氧化锆粉，氧化硅均匀的混到一起形成陶瓷粉末，将增稠剂与蒸馏水(增稠剂与蒸馏水按固液比4.67：2添加)加入陶瓷混合粉末中得到陶瓷混合浆液；然后将海绵浸泡在所得陶瓷混合浆液中，令浆液在海绵上涂挂均匀，涂挂量为5g浆液/1g海绵，捞出海绵后于室温下12h自然干燥，得到挂满陶瓷混合浆液的挂浆海绵；将所得挂浆海绵在空气气氛下烧结，起始温度50℃，升温速率5℃/min，温终止及保温温度为1400℃，保温时间为1h，自然冷却，得到多孔导电陶瓷材料。
采用与实施例1相同的测试方法，对所得多孔导电陶瓷进行电阻率测试、真实密度、孔隙率测试、极限压强测试；采用与实施例1相同的测量方法，对所得多孔导电陶瓷进行孔径分布测量，所得孔径分布图见图4。
经测试，对比例1所得多孔陶瓷材料的电阻率为0Ω·cm，真实密度为2.89g/ml，孔隙率为23.4％，极限压强为13.82psia；对比例1制备得到的多孔陶瓷主要孔径为10～15μm。测试结果表明，对比例1制备得到的多孔陶瓷未加入石墨因而不具有导电性，不能作为电极材料，其孔隙率相比添加石墨的多孔导电陶瓷更小，孔径更大，其不具有作为电极材料的性能。
应用例1～3
分别采用实施例1～3所制备得到的多孔导电陶瓷为工作电极，进行电极性能测试，具体操作为：
取1cm×3cm×0.1cm的片状多孔导电陶瓷材料作为工作电极，接在三相电极电解水反应器上，反应器上再接一对电极与参比电极，电化学工作站输出电位差为-0.8V，反应器中不断曝气，反应器中装3～4mL的0.05mol/L的硫酸钠溶液，通电10min，取电解液1mL加入显色剂中，10min后用紫外分光光度计测过氧化氢含量，测试结果见表2。
对比例2
采用导电玻璃为工作电极，采用与应用例1～3相同的测试方法进行电极性能测试，测试结果见表2。
对比例3
采用负载硒锑的导电玻璃为工作电极，采用与应用例1～3相同的测试方法进行电极性能测试，测试结果见表2。
表2应用例1～3及对比例2～3的电极性能测试结果。
| 应用例1 | 应用例2 | 应用例3 | 对比例2 | 对比例3 | |
| 过氧化氢产量mg/L | 51.7 | 60 | 65 | 7 | 11 |
由表2可见，本发明所述多孔导电陶瓷作为工作电极，10min过氧化氢产量约51.7～65mg/L，高于一般电极基底材料(导电玻璃10min产量约7mg/L，在导电玻璃上负载硒锑后10min产量约为11ml/L)，可以预见在负载电极催化材料后可以大幅提高电极性能，具有极大的应用价值。
应用例4
采用含抗生素诺氟沙星的废水为污水处理对象，经测定，含抗生素的废水中诺氟沙星浓度为100mg/L，属于高浓度抗生素废水。
采用实施例1制备得到的多孔导电陶瓷为电化学污水处理设备中的电极材料，工作条件为：使用三相电极电解水反应器，以实施例1制备得到的多孔导电陶瓷为工作电极，反应器上再连接一个对电极与一个参比电极，电化学工作站输出电位差为-0.8V，反应器中不断曝气，反应器中装3～4mL的0.05mol/L的硫酸钠溶液，通电5min。经测试，使用本发明提供的多孔导电陶瓷作为工作电极，5min内诺氟沙星浓度从100mg/L降低到6mg/L，诺氟沙星去除率达94％，说明本发明提供的多孔导电陶瓷可以作为工作电极应用于高浓度抗生素废水的降解处理。
由以上实施例的结果可知，本发明提供的多孔导电陶瓷导电性良好，气孔率适中，具有较大的反应界面面积，极限压强大，具有较高的力学稳定性；作为电极材料，本发明提供的多孔导电陶瓷能够有效提高电极电芬顿反应的能力，生产更多羟基自由基，提高电极对污水处理的贡献。本发明还提供了所述多孔导电陶瓷的制备方法，本发明提供的制备方法简单易行，安全性高、可适用于工业化生产，具有可观的经济效益。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多孔导电陶瓷，由包括以下质量份的原料制备得到：
2.根据权利要求1所述的多孔导电陶瓷，其特征在于，所述增稠剂为PTFE或淀粉溶液或由聚丙烯酸与氨水制备得到；所述氨水的质量分数为25％；所述聚丙烯酸与氨水的质量比为3:1。
3.根据权利要求1所述的多孔导电陶瓷，其特征在于，所述石墨为鳞片石墨；所述氧化钇稳定氧化锆粉的粒径为30nm。
4.权利要求1～3任一项所述多孔导电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅、石墨、增稠剂和水混合，得到混合浆液；
(2)在海绵上涂挂所述步骤(1)得到的混合浆液，得到挂浆海绵；
(3)将所述步骤(2)得到的挂浆海绵依次进行干燥和烧结处理，得到多孔导电陶瓷。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中由氧化铝、氧化钇稳定氧化锆粉、氧化硅和石墨组成的混合料与水的质量比为(3～8)：2。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中干燥的方式为自然干燥或烘干；所述自然干燥的温度为18～25℃，时间为12h；所述烘干的温度为60℃，时间为5～6h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中烧结包括顺次进行的第一烧结和第二烧结。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结和第二烧结独立地包括升温过程和保温过程；所述第一烧结中升温速率为5～10℃/min，升温终止及保温温度为400～600℃，保温时间为0.5～1h；所述第二烧结的起始温度为所述第一烧结的保温温度，升温速率为2～7℃/min，升温终止及保温温度为1200～1400℃，保温时间为0.5～1h。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结的气氛为含氧气氛；所述第二烧结的气氛为惰性气氛。
10.权利要求1～3任一项所述多孔导电陶瓷或权利要求4～9任一项所述制备方法制备得到的多孔导电陶瓷作为电极材料的应用。
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| AU (1) | AU2020101179A4 (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111848162A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 山东东大新材料研究院有限公司 | 一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法 |
| CN113200738A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-03 | 江苏省陶瓷研究所有限公司 | 一种低玻璃相多孔陶瓷材料、多孔陶瓷及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120021333A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan | Porous metal substrate structure for a solid oxide fuel cell |
| CN106229515A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-14 | 山东清大银光金属海绵新材料有限责任公司 | 海绵结构陶瓷增强骨架铅负极栅材料及其制备方法 |
| CN109503131A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-22 | 南开大学 | 氧化锆增韧石墨烯氧化铝复合导电陶瓷及其制备方法 |
-
2019
- 2019-07-03 CN CN201910593564.3A patent/CN110256054B/zh active Active
-
2020
- 2020-06-29 AU AU2020101179A patent/AU2020101179A4/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120021333A1 (en) * | 2010-07-23 | 2012-01-26 | Institute Of Nuclear Energy Research Atomic Energy Council, Executive Yuan | Porous metal substrate structure for a solid oxide fuel cell |
| CN106229515A (zh) * | 2016-08-25 | 2016-12-14 | 山东清大银光金属海绵新材料有限责任公司 | 海绵结构陶瓷增强骨架铅负极栅材料及其制备方法 |
| CN109503131A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-03-22 | 南开大学 | 氧化锆增韧石墨烯氧化铝复合导电陶瓷及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 朱敏: "《工程材料》", 28 February 2018, 冶金工业出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111848162A (zh) * | 2020-07-30 | 2020-10-30 | 山东东大新材料研究院有限公司 | 一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法 |
| CN113200738A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-08-03 | 江苏省陶瓷研究所有限公司 | 一种低玻璃相多孔陶瓷材料、多孔陶瓷及其制备方法 |
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Application publication date: 20190920 Assignee: TIANJIN ZHUJIN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Corp. Assignor: NANKAI University Contract record no.: X2024980003450 Denomination of invention: A porous conductive ceramic and its preparation method and application Granted publication date: 20201229 License type: Common License Record date: 20240325 |
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