[发明专利]一种多孔石英陶瓷过滤材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔石英陶瓷过滤材料的制备方法，具体内容为：高纯石英砂为原料，硅烷偶联剂为表面改性剂，配置硅烷偶联剂乙醇溶液，将硅烷偶联剂乙醇溶液以雾状形式喷到高速搅拌的石英砂中，搅拌干燥得到表面改性后的石英砂；硅溶胶为粘结剂，将表面改性的石英砂与硅溶胶水溶液搅拌均匀，进行造粒，得到一定粒度的造粒料；造粒料通过压制成型制备多孔石英陶瓷坯体，将坯体进行1100‑1300℃煅烧，得到多孔石英陶瓷过滤材料。本发明制备的多孔石英陶瓷过滤材料，结构强度高不易损坏，开气孔多且分布均匀，水通量高。

技术领域

本发明涉及一种石英陶瓷的制备方法，尤其是涉及一种多孔石英陶瓷的制备方法。

背景技术

多孔陶瓷作为一种新型陶瓷功能材料，其结合了多孔材料和陶瓷材料的优良性能应用于水处理工艺中具有化学性质稳定、耐高温腐蚀、持续工作时间长、孔隙率高、过滤效率良好等诸多优点。当前，国内用于净水处理的多孔陶瓷成型方式大多以注浆成型为主，通过添加各类造孔剂、黏土等结合剂来增加通水量及提高强度。用注浆成型制备的净水处理用多孔陶瓷孔径在0.2-10μｍ 之间，孔隙率大致在30-65%范围内，虽然能高效的截留颗粒物及大部分微生物，但水通量却较低，进而影响使用性能。

本发明采用压制成型工艺制备多孔石英陶瓷过滤材料，结构强度高，开气孔率较高，在截留颗粒物与大部分微生物同时，还提高了水通量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多孔石英陶瓷制备方法，解决多孔石英陶瓷孔结构及分布的控制难题。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的，本发明是多孔石英陶瓷过滤材料的制备方法，有如下步骤：

（1）配置表面改性剂溶液：硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，用醋酸调节PH至5，配置质量浓度15-35 %的硅烷偶联剂乙醇溶液；

（2）石英砂表面改性处理：原料石英砂纯度大于99.99%，粒度分布为100-150 um，将硅烷偶联剂乙醇溶液以雾状形式喷到高速搅拌的石英砂中，继续搅拌、烘干，得到表面改性后的石英砂；

（3）造粒：硅溶胶为粘结剂，硅溶胶水溶液浓度为15-30%，将表面改性的石英砂与硅溶胶水溶液搅拌均匀，进行造粒，得到0.3-0.5 mm大小的造粒料；

（4）成型、煅烧：造粒料在一定压力下压制成型制备多孔石英陶瓷坯体，坯体经80℃烘干、1100-1300 ℃煅烧120-180 min，得到多孔石英陶瓷过滤材料。

本发明的有益效果是：采用高纯石英砂为原料，保证了多孔石英陶瓷过滤材料在使用过程中稳定性和安全性；因石英砂表面瘠性，故对采用硅烷偶联剂乙烯基三乙氧基硅烷其进行表面改性处理，提高了石英砂分散性和均匀性；硅溶胶作为粘结剂，与石英砂同源，对石英砂进行造粒，提高了粉体的流动性和压制成型过程中堆积密度，有利于提高多孔石英陶瓷过滤材料密度和结构强度；乙烯基三乙氧基硅烷和硅溶胶在本发明中还起到造孔剂的作用，乙烯基三乙氧基硅烷在煅烧过程中逐渐分解、挥发，在石英陶瓷中留下大量气孔；硅溶胶中的大量胶束产生大量网络空隙，吸附在石英砂表面，形成许多气孔，提高了石英陶瓷的气孔率。

具体实施方式

现进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

（1）配置表面改性剂溶液：硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷，用醋酸调节PH至5，配置质量浓度30 %的硅烷偶联剂乙醇溶液；

（2）石英砂表面改性处理：原料石英砂纯度大于99.99%，粒度为100-150 um，将硅烷偶联剂乙醇溶液以雾状形式喷到高速搅拌的石英砂中，继续搅拌1 h、80 ℃烘干2 h，得到表面改性后的石英砂；

（3）造粒：硅溶胶为粘结剂，硅溶胶水溶液浓度为20%，将表面改性的石英砂与硅溶胶水溶液搅拌均匀，进行造粒，得到0.3-0.5 mm的造粒料；

（4）成型、煅烧：造粒料在一定压力下压制成型制备多孔石英陶瓷坯体，坯体经80℃烘干，以2 ℃/min升温速率升温至1100 ℃煅烧，保温120 min，得到多孔石英陶瓷过滤材料。