[发明专利]一种含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法，制备的多孔陶瓷材料，孔隙率高，过滤效果好，尤其对废水中的有机物、重金属粒子具有良好的吸附作用，不造成二次污染，不用分离滤料，可长期循环使用，省时省力，安全环保；先将石墨烯与CaCO3与SiO2、壳聚糖进行烧结，形成包裹石墨烯的微孔硅酸钙陶瓷微粒，成分之间相互作用，具有显著的吸附除污效果，并且硅酸钙外壳也增强了石墨烯与基底之间的结合力，促进其均匀分布，提高吸附效率；所得陶瓷材料具有[1,0,0]、[0,1,0]和[0,0,1]方向的三条微孔道，这三条孔道互通，极大地提高了该材料的比表面积、孔隙率和过滤效率。

技术领域

本发明属于多孔陶瓷技术领域，具体涉及一种含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

多孔陶瓷具有均匀分布的微孔或孔洞，体积密度小、比表面较大，对液体和气体介质具有良好的选择透过性、能量吸收或阻尼特性，耐高温、耐腐蚀，多被应用在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料等方面。目前，其在废水、废气的处理方面的应用引发多方面关注。多孔陶瓷在废水处理中的应用主要包括处理含油废水、纺织废水、化工废水、含重金属废水、城市生活污水和造纸废水等。

但是，在应用于废水处理时，还存在着过滤效果欠佳、孔隙率小的缺点，限制其进一步应用。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种不仅具有良好的孔隙率，并且过滤效果良好的、过滤率较高的含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种含三通孔道的多孔陶瓷材料，所述陶瓷材料包括相交于一点的三通孔道，孔道方向分别是[1,0,0]、[0,1,0]和[0,0,1]，孔径为10-50 μm。

进一步的，由以下重量份的原料制成：

石墨烯5-10，壳聚糖溶液30-50，CaCO3 20-30，SiO2 20-30，膨润土5-10，堇青石20-50，木炭粉10-15，钾长石20-50。

进一步的，其制备方法包括以下步骤：

（1）将石墨烯放入其体积5-10倍的乙醇溶液中，在30-50℃下超声处理30-40min，然后加入壳聚糖溶液，400-600rpm下搅拌30-50min，加入CaCO3与SiO2，继续搅拌1-2h，得到混合浆料，将所得浆料放入碾压设备中进行碾压10-20min，过滤，所得物在60-70℃下进行烘干；

（2）将步骤（1）所得物与膨润土混合均匀，放入压坯机中做成毛坯，并在150-180℃下烘干，然后放入硅钼棒高温炉中，在1100-1300℃下烧结20-30min，形成烧结块，再将烧结块粉碎至粒径为50-300μm，得到微孔石墨烯复合颗粒；

（3）将堇青石、木炭粉、钾长石分别粉碎至粒径为100-500μm，然后放入混料球磨机中充分混合，加入步骤（2）所得物，继续混合10-20min，然后经过调浆、刮平、压制、脱模、制孔、晾干，即可。

进一步的，步骤（1）所述CaCO3与SiO2在使用前先在250-280℃的管式炉中，氮气保护煅烧1-2h，然后在-20～-25℃下冷冻2-3h，随后放入球磨机，球磨3-5h。

进一步的，步骤（1）所述壳聚糖溶液为5-10%的壳聚糖乙酸溶液，乙酸含量为6-8%。