CN1131098C - 复合麦饭石及其制备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合麦饭石及其制备。该复合麦饭石由天然麦饭石粉和还原铁粉的混合物的烧结体负载TiO2+Ag或铜或铂或钯纳米颗粒的表面光敏催化剂膜组成。其烧结体中麦饭石与还原铁粉重量比为100∶5～40，光敏催化剂膜的TiO2与Ag或铜或铂或钯的重量比为100∶0.5～3。该复合麦饭石的制备是先将麦饭石粉和还原铁粉混合，再加粘结剂揉制成团，按通常烧结工艺在1100～1350℃烧结、冷却得颗粒或柱或饼状烧结体，再以烧结体为载体，在载体上沉积或镀复一层TiO2+光敏催化剂膜而制成。本复合麦饭石能以各种固体形式使用。用于水质净化和医疗保健方面，可以回收，重复使用，可降低使用成本，能催化降解吸附的重金属离子、有机物分子、病毒病菌，可免除二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及天然麦饭石加工制成的复合麦饭石及其制备，特点涉及具有铁磁性及光催化降解功能的复合麦饭石及其制备。
背景技术
麦饭石含有多种水溶性常量元素、微量元素、稀土元素，对人体具有生长发育、新陈代谢、细胞再生、防止细胞老化等功效，具有较好的医疗保健作用。同时因麦饭石是硅酸盐类岩土，具有孔隙发达的筛网状结构，具有很好的吸附重金属离子、有机物分子、病毒病菌能力，有双向调节水质PH值的良好的矿化溶出物特性，因而能广泛的应用于环保、水质净化方面。但麦饭石由于受到其制备工艺的影响，多年来在其国内外应用中，基本上是一次性使用，不易回收，吸附物饱和后不能处理，易形成二次污染，从而增加了麦饭石的使用成本。
因此使麦饭石在原有特性能保持的情况下，增加麦饭石容易回收，能重复多次使用，可以控制其较大的矿物溶出量，并能对吸附的重金属离子、有机物分子、病毒细菌等进行催化降解，免除二次污染能力，以利于麦饭石的广泛应用推广，造福人类，是中外科技人员研究的课题。
发明内容
本发明的目的是针对目前麦饭石使用过程中的技术难题，以复合材料技术，提供一种复合麦饭石及其制备，该复合麦饭石在环保水处理、医疗保健方面具有容易回收、重复使用、降低成本、减少二次污染，并可扩大应用范围。
达到本发明目的的复合麦饭石，由磁性麦饭石烧结体和表面纳米颗粒光敏催化剂膜组成，其烧结体为天然麦饭石粉与还原铁粉的混合物的烧结体，其光敏催化剂膜为TiO2+Ag或铜或铂或钯光敏纳米颗粒膜。
所述的磁性烧结体中天然麦饭石与还原铁粉重量比为100∶5～40。
所述的TiO2+Ag或铜或铂或钯光敏纳米颗粒膜，其TiO2与Ag或铜或铂或钯的重量比为100∶0.5～3。
本发明复合麦饭石的制备步骤是：
(1)将麦饭石精选法处理后，粉碎为10～500μm细粉，掺加配比量的粒度为10～500μm的还原铁粉，混合均匀，
(2)在混合均匀的粉料中加入粉料重量30％～90％的水溶性淀粉加热煮成的粘结剂，均匀揉制泥团，堆放8小时以上，干燥、制粒过筛，取0.5～200mm颗粒，
(3)分筛的团聚强粒子80℃下干燥，然后置于高温炉内，按3℃/分钟的速度升温到1100℃～1350℃，保温1～3小时，冷却后得具铁磁性麦饭石聚合烧结颗粒，
(4)在烧结颗粒体上沉积或镀复一层TiO2+Ag或铜或铂或钯纳米颗粒光敏催化剂膜，即得本复合麦饭石。
本发明的烧结体上的TiO2+纳米Ag或铜或铂或钯光敏催化剂膜，是采用TiO2溶胶原液搅拌加入上述的Ag或铜或铂或钯光敏材料制成的液胶，多次浸渍后干燥烧结体，然后于500～550℃烧结2小时而成。
光敏催化膜的厚度不限，其膜的重量＜1％载体的重量。
本发明中所用的TiO2溶胶、纳米Ag、铜、铂、钯为市售品。TiO2溶胶也可按公知方法自制。
本复合麦饭石使含铁量较少的麦饭石的铁含量增加到5％～40％(重量)，从而使麦饭石具有铁磁性功能，在磁场条件下，能方便的回收麦饭石。同时由于在铁磁性麦饭石颗粒表面施加了一层TiO2+Ag或铜或铂或钯光催化剂膜，其膜是采用现在广泛使用的溶胶凝胶工艺，然后在500～550℃对凝胶进行热处理，使TiO2+光敏剂膜为锐钛型的光催化膜。该光催化膜与基材有很强的附着力，不能脱落，并可发挥优异的光催化能力。
通过试验，本发明的复合麦饭石在使用方式上，可以多种固体形状，如颗粒、柱状或饼状。以团聚粉末的固体形式使用，在水质净化和医疗保健方面能发挥更大作用。
在水质净化方面，由于以固体悬浮粉末形式投入使用，因此复合麦饭石的悬浮粉体会在处理水中吸附重金属离子，有机物分子、病毒病菌等可很快达到饱和程度的凝聚力量，然后在污水中以紫外光敏化，利用镀复沉积在磁性麦饭石表面的光敏催化剂，降解吸附的物质，大量有机物分子形成二氧化碳等无害物，大量重金属离被氧化。在分解被吸附物后，其吸附能力可再生。因此在废水处理中利用磁性回收重用本磁性麦饭石就使材料的应用成本大幅降低。
在医疗保健方面，在洗浴中加入本复合麦饭石，利用其较高的矿物溶出量，可营养人体皮肤中的毛细血管，提高皮肤保水性能，改善皮肤的营养供给，增进人体健康，同时由于本复合麦饭石能吸附人体皮肤病菌等污物，并以较好的光催化性能氧化杀灭病毒病菌，不会造成水质的排放二次污染。
具体实施方式
实施例1
将麦饭石精选法处理后，粉碎为10～500μm的细粉，分筛、掺加麦饭石重量30％的粒度为10～200μm的铁粉，加入1∶1体积比的铁球在粉料内，于混料罐中混合20小时，拣出铁球，得混合均匀的粉料。
按重量6份水溶性淀粉溶于94份蒸馏水中加热煮成糊状粘结剂，加入到混合均匀的粉料中，粘结剂的加入量为粉料量的30％，均匀揉制泥团，练泥结束后，堆放10小时，以利水份充分润匀，然后于微波干燥箱内干燥5分钟，泥团含水量降至10～25％，趁热分散过筛，取0.5～200mm颗粒，置于烘箱内80℃干燥5小时，取出置于高温炉内按3℃/分钟的速度升温到1250℃，保温2小时，冷却后备用。
以制备好的具铁磁性麦饭石聚合烧结体作载体，用TiO2溶胶原液搅拌加入二乙醇胺和聚乙二醇及Ag的纳米颗粒，按光敏纳米催化材料与TiO2重量比0.5∶100制成液胶，加入载体浸胶，浸后干燥，三次浸胶、干燥，然后在500～550℃烧结，使载体上负载一层TiO2+Ag的锐钛型光催化膜。
实施例2
本例除麦饭石中掺加还原铁粉为麦饭石重量的10％，TiO2溶胶中加入铜纳米颗粒量为TiO2与铜重量比为100∶1外，其余条件和操作与实施例1相同。
实施例1、2的产品用于水质净化和洗浴医疗效果很好，可以回收，重复使用，用紫外光敏化的复合麦饭石，有机物分子、病毒细菌等可基本催化降解，免除了二次污染。
因磁性麦饭石团聚体的表面，存在很多的孔洞，为防止凝胶膜堵塞孔洞或不均匀堆积，实施例中在凝胶前添加二乙醇胺和聚乙二醇，实际生产中加多少无严格要求，也可以不加。
Claims (3)
1、一种复合麦饭石，其特征在于由磁性麦饭石烧结体和表面纳米颗粒光敏催化剂膜组成，其烧结体为天然麦饭石粉和还原铁粉的混合物的磁性烧结体，其光敏催化剂膜为TiO2+Ag或铜或铂或钯光敏纳米颗粒膜，所述的磁性烧结体中天然麦饭石与还原铁粉重量比为100∶5～40，所述的光敏催化剂膜中TiO2与Ag或铜或铂或钯的重量比为100∶0.5～3。
2、权利要求1所述复合麦饭石的制备方法，其特征步骤是：
(1)将麦饭石精选法处理后，粉碎为10～500μm细粉，掺加配比量的粒度为10～200μm的还原铁粉，混合均匀，
(2)在混合均匀的粉料中加入粉料重量30％～90％的水溶性淀粉加热煮成的粘结剂，均匀揉制泥团，堆放8小时以上，干燥、制粒分筛，
(3)分筛的团聚强粒于80℃下干燥，然后置于高温炉内，按3℃/分钟的速度升温到1100℃～1350℃，保温1～3小时，冷却后得具铁磁性麦饭石聚合烧结颗粒，
(4)在烧结颗粒体上沉积或镀复一层TiO2+Ag或铜或铂或钯纳米颗粒光敏催化剂膜，即得本复合麦饭石。
3、如权利要求2所述的制备方法，其特征在于烧结体上TiO2+纳米Ag或铜或铂或钯光敏催化剂膜，是采用TiO2溶胶原液搅拌加入上述的Ag或铜或铂或钯光敏材料制成的液胶，多次浸渍后干燥烧结体，然后于500～550℃烧结2小时而成。
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