[发明专利]一种粉状硅藻土的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料领域，特别涉及一种粉状硅藻土的制备方法。

背景技术

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经自然环境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土主要分布在中国、美国、丹麦、法国、罗马尼亚等国。是一种生物成因的硅质沉积岩，它主要由古代硅藻的遗骸所组成。

硅藻土因具有独特的有序排列的微孔结构、孔隙率高、孔体积大、连通性好、质量轻、密度小、比表面积大、吸附性强、活性好等优点，被广泛用作吸附材料应用于助滤剂、催化剂载体、重金属废水吸附剂等，在国民经济发展中起着重要的作用。基于硅藻土的材料有很多，但是仍存在很多亟待解决的问题。从产品的功能效果上看，由于过于强调和依赖硅藻土单一的性能，虽大量采用硅藻土，但没有吸附分解甲醛、有害气味效果并不明显。有的还大量复配高岭土、云母类的矿物粉，其实硅藻土的伴生矿中就含有大量的高岭石及云母粘土矿，造成材料浪费的同时还显著增加了制造成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种过程易于控制、产品吸附效率高，经济效益大的粉状硅藻土的制备方法，包括以下步骤：

(1)获得硅藻土；

(2)将硅藻土加入到碳酸钠溶液中，于25～60℃下充分搅拌4～24小时，然后固液分离，将分离所得固体用水充分洗涤后于80℃干燥；

(3)硅藻土经酸性水洗提纯后，在N₂保护气氛下高温煅烧，将有机质碳化；

(4)配制一定浓度的改性剂溶液，与碳化硅藻土混合均匀后，一定温度下振荡分散均匀，过夜，经水洗、抽滤、干燥，并充分研磨得到粉状硅藻土；所述改性剂溶液为聚乙烯吡咯烷酮。

进一步的，所述碳酸钠与所述硅藻土的质量比为1～3：100。

进一步的，所述硅藻土有机质碳化过程，煅烧温度为500～800℃，碳化时间为2～4h。

进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量体积百分比为6％至10％；或

以所述硅藻土蒸煮滤液的体积计，所述乙醇的用量为25体积％至30体积％。

进一步的，改性过程中，反应温度为60～80℃，改性时间为24～48h。

进一步的，固液分离是用离心或者过滤法进行固液分离。

本发明还提供一种粉状硅藻土材料。

本发明还提供一种粉状硅藻土材料在室内隔断或者空气过滤中的应用。

有益效果：本发明充分利用了硅藻土自身组成中的有机物质，通过碳化处理，使其变为无定形活性炭，极大地提升了硅藻土的比表面积，形成了无定形活性炭/硅藻土高效吸附剂，不仅合理的利用了天然资源，同时极大地提升了产品性能，本发明方法制得的基于硅藻土的多功能材料具有具有轻质、高效空气过滤尤其是甲醛吸滤的能力，可以用于室内空气过滤，例如可以制造成滤芯放到空调机的风道中。另外，该材料还具有隔音、阻燃的作用，还可以用于室内隔断的材料。而且本发明工艺过程实现中工艺简单可行，原料低廉易得，具有极强的工业价值和经济价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例

本实施例提供一种粉状硅藻土的制备方法，包括以下步骤：

(1)获得硅藻土；

(2)将硅藻土加入到碳酸钠溶液中，于25～60℃下充分搅拌4～24小时，然后固液分离，将分离所得固体用水充分洗涤后于80℃干燥；

(3)硅藻土经酸性水洗提纯后，在N₂保护气氛下高温煅烧，将有机质碳化；

(4)配制一定浓度的改性剂溶液，与碳化硅藻土混合均匀后，一定温度下振荡分散均匀，过夜，经水洗、抽滤、干燥，并充分研磨得到粉状硅藻土；所述改性剂溶液为聚乙烯吡咯烷酮。

进一步的，所述碳酸钠与所述硅藻土的质量比为1～3：100。

进一步的，所述硅藻土有机质碳化过程，煅烧温度为500～800℃，碳化时间为2～4h。

进一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮的质量体积百分比为6％至10％；或

以所述硅藻土蒸煮滤液的体积计，所述乙醇的用量为25体积％至30体积％。

进一步的，改性过程中，反应温度为60～80℃，改性时间为24～48h。

进一步的，固液分离是用离心或者过滤法进行固液分离。

本发明还提供一种粉状硅藻土材料。

本发明还提供一种粉状硅藻土材料在室内隔断或者空气过滤中的应用。

以上内容是结合优选技术方案对本发明所做的进一步详细说明，不能认定发明的具体实施仅限于这些说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出简单的推演及替换，都应当视为本发明的保护范围。