[发明专利]一种复合陶瓷及制备方法和提硒应用

说明书

本发明属于陶瓷材料技术领域，涉及复合陶瓷，尤其涉及一种复合陶瓷及制备方法和提硒应用。本发明所述复合陶瓷，是以多孔陶瓷为载体，多孔氧化铝和低价铜为活性组分负载于多孔陶瓷表面，对亚硒酸根具有吸附和还原效应。本发明以废弃固体建筑物‑砖渣为原料，通过造孔、表面功能化和晶体生长，通过对建筑废弃物的二次利用，创造新的资源，有利于改善建筑垃圾存在的环境问题，促进环境友好型和资源节约型社会的建设发展。本发明制备技术可控、成本低廉和环境友好，制备的复合陶瓷材料孔结构丰富、比表面积大、表面反应活性高、吸附能力强，在多孔陶瓷材料和稀有元素分离领域有着重要的应用价值。具有分离效率高、成本低廉和节能环保的优点。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，涉及复合陶瓷，尤其涉及一种复合陶瓷及制备方法和提硒应用。

背景技术

在自然界，硒具有两面性，对生物的作用和影响十分巨大。适量浓度的硒具有清除氧化物和自由基的作用，对提高免疫力，延缓衰老和改善健康方面有着重要作用。同时，硒元素对于预防病毒和心脑血管疾病有着重要的作用；但环境中硒浓度过高会导致生物体内硒失调，从而危害生命健康，例如高浓度的硒影响农作物的生长发育，降低产量，导致动物胚胎畸形发育甚至死亡。此外，硒是很多半导体材料的前驱体，在能源和光电领域有着不可替代的地位。因此，开发高效、环保和安全的提硒工艺对生物医学、光电产业和能源领域的发展都有着重要的意义，也是化工分离领域亟待解决的关键问题。

目前，硒分离的方法主要包括：电解法、生物分离法、氧化还原法和吸附/离子交换法等。因回收率高，电解法是商业上较为常见工艺，但存在能效高、纯度低和污染大等缺点。生物分离法具有环保和低能耗的优点，但对温度要求苛刻，处理速度慢，从而限制其在工业上的应用。氧化还原法对高浓度的硒具有良好的分离效果，但是对于低浓度的硒分离效率较低。因操作简便和环境友好，吸附/离子交换法适合从分离低浓度的硒，具有良好的应用前景。因此，开发兼具氧化还原和吸附功能的碲分离工艺和材料显得尤为重要，具有重大的科学、经济和社会价值。

本发明提供公开一种环保型提硒复合陶瓷材料及其制备方法，以廉价的砖渣为原料、多孔氧化铝和低价铜为活性组分，制备高比表面积和分离能效的提硒复合陶瓷材料。分离过程中，砖渣中的多孔陶瓷和氧化铝陶瓷具有良好的硒吸附效果，而低价铜对硒具有很强的还原效果，吸附和还原之间的协同效应，使该材料具有较高的硒分离能效。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的是公开一种复合陶瓷材料，该材料是以废弃砖渣为载体，多孔氧化铝和低价铜为活性组分，对亚硒酸根具有吸附和还原的协同效应。

技术方案：

一种复合陶瓷，是以多孔陶瓷为载体，多孔氧化铝和低价铜为活性组分负载于多孔陶瓷表面，对亚硒酸根具有吸附和还原效应。

本发明较优公开例中，所述多孔陶瓷为改性砖渣，与复合陶瓷的质量比为1：4～1：2，具有多孔结构，比表面积为125m²/g以上。

本发明较优公开例中，所述多孔氧化铝为γ-Al₂O₃，与复合陶瓷材料的质量比为1：6～1：3；所述低价铜为纳米铜单质和纳米氧化亚铜中的一种或者两种组合，与复合陶瓷的质量比为1：6～1：3。

本发明第二个目的，在于公开了上述复合陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

A.收集建筑固体废弃物砖渣，对其进行机械粉碎、研磨、过筛后，得粒径小于60μm的砖渣粉末；按砖渣粉末与酸溶液的固液比为20～100g/L计，将砖渣粉末浸渍在酸溶液中3～5ｈ，取出洗涤，再次浸渍到酸溶液中6～15h，重复浸渍-洗涤5～10次，以溶解氧化铁，形成多孔结构，抽滤，蒸馏水洗至中性后，乙醇洗涤2～6次，60～80℃干燥12～24h，得预处理陶瓷材料；