[发明专利]一种反应烧结法制备多孔Li2

说明书

一种反应烧结法制备多孔Li₂Si₂O₅陶瓷的方法，制备方法包括Li₂Si₂O₅原料的选取、生料的获得、粉料成型和烧结；先将碳酸锂和二氧化硅粉体湿法球磨混合均匀，再经干燥过筛得到生料，然后将生料模压成型，放入氧化铝坩埚中，置于空气炉中进行两步烧结，最后随炉冷却得到多孔的Li₂Si₂O₅陶瓷；本发明得到的多孔Li₂Si₂O₅材料呈现出棒状，纯度较高，组织大小均匀，具有较高的气孔率和一定的强度，具有广阔的应用前景，可以应用于电子、环保、化工和军工等领域。

技术领域

本发明涉及多孔陶瓷材料技术领域，特别涉及一种反应烧结法制备多孔Li₂Si₂O₅陶瓷的方法。

背景技术

经济技术的发展和现代工业化进程的加快，使得主要源自化石燃料燃烧产生的二氧化碳的人为排放越来越多，导致温室效应引发全球变暖，威胁人类的生存环境。二氧化碳的捕获和封存技术(CCS)已被证明是减少二氧化碳排放的有效措施。然而，常用于CCS的水性胺存在许多隐患，如胺降解问题、泡沫问题、设备腐蚀、能量消耗大等。为解决这一潜在问题，不同的固体吸附剂，包括分子筛、活性炭、钙基材料、锂基陶瓷材料等应运而生。其中锂基陶瓷吸附剂，尤其是硅酸锂系列材料，因其具有层状/链状结构、良好的生物兼容性和高的吸附容量、二氧化碳吸附温度分布宽广等而被广泛研究。作为硅酸锂的一员，二硅酸锂(Li₂Si₂O₅)因其独特的三明治夹层结构，具有优异的高温稳定性、耐酸耐碱性、结构兼容性，且其制备过程简单、低成本、耗能低、无有毒性物质产生等优势而备受关注，成为吸附CO2的非常有前景的材料。因此，对环保型二硅酸锂材料的制备和性能进行深入的探索和研究具有重要的意义。

目前，Li₂Si₂O₅的主要合成方法有固相法、溶胶-凝胶法、化学溶液电沉积法及水热法等。然而关于这些制备方法的报道中，经常面临制备工艺复杂、效率低、成本高昂等问题，同时合成的Li₂Si₂O₅产物中常含有Li₄SiO₄、Li₂SiO₃及SiO₂等杂质导致产物纯度低，同时杂质颗粒的形貌呈现出等轴状，使得产物容易团聚、致密且尺寸分布不均、比表面积极低，仅为个位数等缺陷，降低了硅酸锂材料对CO₂的吸附量，极大阻碍了硅酸锂吸附材料的市场化应用。因此，如何通过一种简单有效的方法制备具有高比面积值的二硅酸锂材料仍然是现代科学技术研究亟待解决的主要问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种反应烧结法制备多孔Li₂Si₂O₅陶瓷的方法，通过增加空隙结构，使二硅酸锂陶瓷具有高的比表面积。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为；

一种反应烧结法制备多孔Li₂Si₂O₅陶瓷的方法,其特征在于，具体包括下列步骤：

(1)生料的制备：按照Li₂Si₂O₅中SiO₂/Li₂CO₃＝(1.5-2)：1的摩尔比称取碳酸锂和二氧化硅粉体，使用无水乙醇混合，无水乙醇的质量与原料粉体的质量比为(2-6):1，使用玛瑙磨球湿法球磨混料，混料时间不小于 6小时，然后烘干、过筛；