一种含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法
本专利技术属于多孔陶瓷
，具体涉及一种含三通孔道的多孔陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术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。本专利技术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10-50μm。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，CaCO320-30，SiO220-30，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%。本专利技术的有益效果：本专利技术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。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术，但并不是对本专利技术的限制。实施例1一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10μm。进一步的，由以下重量份的原料制成：石墨烯5，壳聚糖溶液30，CaCO320，SiO220，膨润土5，堇青石20，木炭粉10，钾长石20。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倍的乙醇溶液中，在30℃下超声处理30min，然后加入壳聚糖溶液，400rpm下搅拌30min，加入CaCO3与SiO2，继续搅拌1h，得到混合浆料，将所得浆料放入碾压设备中进行碾压10min，过滤，所得物在60℃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℃下烘干，然后放入硅钼棒高温炉中，在1100℃下烧结20min，形成烧结块，再将烧结块粉碎至粒径为50μm，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100μm，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10min，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1h，然后在-20℃下冷冻2h，随后放入球磨机，球磨3h。进一步的，步骤（1）所述壳聚糖溶液为5%的壳聚糖乙酸溶液，乙酸含量为6%。实施例2一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10-50μm。进一步的，由以下重量份的原料制成：石墨烯8，壳聚糖溶液40，CaCO325，SiO225，膨润土7，堇青石30，木炭粉12，钾长石30。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7倍的乙醇溶液中，在40℃下超声处理35min，然后加入壳聚糖溶液，500rpm下搅拌40min，加入CaCO3与SiO2，继续搅拌2h，得到混合浆料，将所得浆料放入碾压设备中进行碾压15min，过滤，所得物在65℃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170℃下烘干，然后放入硅钼棒高温炉中，在1200℃下烧结25min，形成烧结块，再将烧结块粉碎至粒径为150μm，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300μm，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15min，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260℃的管式炉中，氮气保护煅烧2h，然后在-22℃下冷冻3h，随后放入球磨机，球磨4h。实施例3一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50μm。进一步的，由以下重量份的原料制成：石墨烯10，壳聚糖溶液50，CaCO330，SiO230，膨润土10，堇青石50，木炭粉15，钾长石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10倍的乙醇溶液中，在50℃下超声处理40min，然后加入壳聚糖溶液，600rpm下搅拌50min，加入CaCO3与SiO2，继续搅拌2h，得到混合浆料，将所得浆料放入碾压设备中进行碾压20min，过滤，所得物在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180℃下烘干，然后放入硅钼棒高温炉中，在1300℃下烧结30min，形成烧结块，再将烧结块粉碎至粒径为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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含三通孔道的多孔陶瓷材料，其特征在于，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。

【技术特征摘要】
1.一种含三通孔道的多孔陶瓷材料，其特征在于，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10-50μm。2.根据权利要求1所述的一种含三通孔道的多孔陶瓷材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：石墨烯5-10，壳聚糖溶液30-50，CaCO320-30，SiO220-30，膨润土5-10，堇青石20-50，木炭粉10-15，钾长石20-50。3.根据权利要求1所述的一种含三通孔道的多孔陶瓷材料，其特征在于，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁芳，
申请(专利权)人：安徽宇瑞环保建设有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34