[发明专利]多孔材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种多孔材料，包括：复合氧化物本体，包含氧化钙、氧化铁及氧化硅；以及相互连通的多个微孔道结构。本发明还提供一种如上所述的多孔材料的制备方法。本发明制得的多孔材料在微孔道结构上相互连通且具孔隙率高及其比表面积大的特点，因此在催化剂、滤材、吸附材、燃料载体等诸多领域具有应用前景。

技术领域

本发明涉及一种多孔材料及其制备方法，尤其涉及一种含有复合氧化物组成的多孔材料及其制备方法。

背景技术

随着加工技术发展，多孔材料因内部具有大量孔洞结构而具备比表面积高及吸能性佳的特质，是一种兼具结构及功能特性且可广泛用于吸音减震材料、过滤分离装置、多孔电极、传感器、催化剂、电容器、热交换器等方面的高性能材料。

然而，现有的多孔材料仍无法满足实际的应用需求，因此，为提升多孔材料的效能，以及降低材料成本的消耗，必须持续发展多孔材料的制备原料并提高多孔材料的孔隙率及结构，以符合多样化的应用需求。

目前文献已报导的多孔材料制备方法中，如若以金属为原料，主要包括液相法、粉末烧结法及金属沉积法；如若以陶瓷材料为原料，以使用烧结助剂或造孔剂成孔为主；但是，上述制法存在孔径过大、添加剂污染、制备程序复杂、制程成本高及规模化生产困难等缺点。

有鉴于此，有必要提出一种符合应用需求的多孔材料及符合成本效益的多孔材料制备方法，以符合当前应用及生产制备的实际需求。

发明内容

本发明提供一种多孔材料，包括：包含氧化钙、氧化铁及氧化硅的复合氧化物本体；以及多个微孔道结构，形成于该复合氧化物本体中并延伸至该复合氧化物本体表面，且各该微孔道结构包括主干孔道及自该主干孔道的侧向延伸并与其连通的分支孔道，其中，该主干孔道的平均孔径大于该分支孔道。

本发明还提供一种多孔材料的制备方法，包括：于1000℃或低于1000℃的条件下，对包含氧化钙、氧化铁及氧化硅的复合氧化物粉体施以至少一次包含还原反应的多孔化处理，其中，该还原反应包含以还原气体流接触该复合氧化物粉体，以形成该多孔材料。

根据本发明，通过对该复合氧化物粉体的选择及还原反应(或含氧化反应)的控制，调整该微孔道结构的型态及其孔径分布，于不使用任何助剂的情况下，制得具微孔道结构的多孔材料，借由高孔隙率及高比表面积的特点，使本发明的多孔材料的效能得以有效提升，故于催化剂、滤材、吸附材、燃料载体等诸多领域具有应用前景。

另一方面，本发明的多孔材料的制法为低温制程，且未使用任何添加剂成孔，有效降低材料成本的消耗，制备程序简单、环保且无添加剂对制品的残碳污染疑虑，实具有工业应用的价值。

附图说明

通过例示性的参考附图说明本发明的实施方式：

图1是本发明多孔材料的一实施例的制备方法流程图；

图2是本发明多孔材料的另一实施例的制备方法流程图；

图3A是转炉矿渣粉体原料以扫描式电子显微镜观测的截面图；

图3B是本发明第一实施例的多孔材料以扫描式电子显微镜观测的截面图；

图4A是本发明第二实施例的多孔材料以扫描式电子显微镜观测的截面图；

图4B是本发明第二实施例的多孔材料以水银测孔仪测量的孔径分布图；

图5是本发明第三实施例的多孔材料以扫描式电子显微镜观测的截面图；以及

图6是本发明第四实施例的多孔材料以扫描式电子显微镜观测的截面图。

符号说明

10 复合氧化物本体

11 主干孔道

12 分支孔道