一种水泥基除尘吸波添加料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水泥基除尘吸波添加料及其制备方法，由炭黑、氧化镧粉末、尖晶石型镍锌铁氧体粉末、聚乙二醇、石墨、高锰酸钾、空心粉煤灰微珠、醋酸锌等原料制成，本发明专利技术利用聚乙二醇配制分散液将各组分经多次浸渍充分结合，其中具有良好导电性和超高比表面积的氧化石墨与硫化锌进行复合，有利于空气粉尘有机分子的吸附，同时利用吸波介质炭黑、铁氧体以及粉煤灰多孔结构的衰减，从而达到吸收电磁波的目的，本发明专利技术制备的水泥基除尘吸波添加料工艺操作简单易行，对工艺环境的要求较低，成本低廉，使用在水泥基材料中能极好的发挥出除尘和吸波作用，应用领域广泛。

A cement based dust absorbing material and its preparation method

The invention discloses a cement dust absorbing material and a preparation method thereof, made of carbon black, lanthanum oxide powder and spinel nickel zinc ferrite powder, polyethylene glycol, graphite, Potassium Permanganate, hollow fly ash beads, zinc acetate as raw material, the invention uses polyvinyl alcohol two preparation of dispersion components after repeated dipping fully integrated, which has good conductivity and high specific surface area of graphite oxide and zinc sulfide compound, which is helpful to the adsorption of organic molecules and dust in the air, using the suction wave attenuation medium carbon black, ferrite and fly ash porous structure, so as to achieve the purpose of absorbing electromagnetic wave, cement dust the preparation method of the absorbing material adding process is simple, the process environment of the requirements of low cost, used in cement-based materials can play excellent dust And wave absorption, widely used in the field.

【技术实现步骤摘要】
一种水泥基除尘吸波添加料及其制备方法
本专利技术涉及建筑材料
，尤其涉及一种水泥基除尘吸波添加料及其制备方法。
技术介绍
水泥基复合材料是目前应用最为广泛的建筑材料，在城市建筑、道路、桥梁、水利等工程中占据着重要地位。随着科技的发展，水泥基复合材料正向着高性能发展，减少用量、延长寿命、增加功能、降低环境影响等方面均为研究热点。随着当今不断恶化的电磁环境给人类造成的严重威胁，特别是地面军事目标提出的雷达保密、隐身需求，水泥基电磁屏蔽材料的研究越来越受到人们的重视。水泥基电磁屏蔽材料属水泥基功能材料一类，包括反射和吸收型两种。由于反射型易造成二次电磁污染，不能从根本上减少、消除电磁波，从而降低对人类健康的威胁以及达到地面雷达目标的隐身效果，因此水泥基吸波材料的研究愈加热烈。与此同时伴随空气环境的恶化，空气中的粉尘逐渐增多，不仅影响了城市美观，同时造成大量的呼吸道疾病。空气中暴露了众多道路、墙面等水泥基材料，可以通过提高材料的除尘性能以大大减少空气粉尘含量。硫化锌是Ⅱ-Ⅵ族非常重要的宽带隙半导体材料，作为光催化材料，它还具有绿色环保、成本低、化学稳定性好、电子-空穴对产率高等特性而被广泛使用。尤其在有机污染物降解、抗菌除尘、催化吸附等领域具有极高的使用潜力。然而硫化锌在光降解过程中，跃迁至导带中的电子与价带中留下的空穴很容易复合，降低了硫化锌的催化降解能力，而且粉末态硫化锌的循环催化利用效率比较低。空心粉煤灰微珠是一种高二氧化硅含量的工业固体废弃物，具有质轻、隔热、介电常数低、耐高低温、耐腐蚀、隔声、抗压强度高、分散性好、流动性好、热稳定性好、防水防火等优异功能，应用于建材、橡胶、电子及复合材料等领域可以发挥其原料丰富、变废为宝价格低廉的优势。
技术实现思路
本专利技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种水泥基除尘吸波添加料及其制备方法。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种水泥基除尘吸波添加料，通过以下方法制备：（1）将聚乙二醇加入到二甲基甲酰胺中，控制聚乙二醇浓度在0.05-0.15g/mL之间，在180-220转/分下搅拌15-25分钟，再向其中加入二甲基甲酰胺用量1-1.5%的KH550偶联剂，得混合液备用；（2）将石墨和高锰酸钾按质量比1：6-7混合后在冰浴下以固液比1：18-22g/mL加入混合酸，再升温至50-55℃并搅拌反应8-10小时，最后依次向反应产物中加入混合酸0.04-0.05倍体积的30%过氧化氢溶液和1-1.25倍体积的36%盐酸溶液，搅拌反应90-120分钟，完成后将产物离心并洗涤至中性，在50-60℃真空环境下干燥48小时以上，得到预处理氧化石墨备用；（3）按重量份称取空心粉煤灰微珠3-5份、预处理氧化石墨0.8-1份、二甲基亚砜20-22份、醋酸锌0.05-0.08份，先取空心粉煤灰微珠置于20-25倍于其质量的水中，升温至80-90℃搅拌均匀得到微珠悬浮液，再向其中加入预处理氧化石墨和二甲基亚砜，超声分散后，加入醋酸锌并再次进行超声分散，之后将混合体系置于高温反应釜中，在200-240℃下反应10-12小时，完成后将产物经离心水洗，在50-60℃真空环境下干燥至粉末状态，得硫化锌复合材料备用；（4）将硫化锌复合材料、炭黑、氧化镧粉末、尖晶石型镍锌铁氧体粉末按质量比（3-5）：（1.2-1.6）：（0.5-0.8）：（2-2.5）加入到步骤1所得混合液中，进行2-3次浸渍；（5）将步骤4所得浸渍完成的产物在100-120℃下保温90-120分钟，再在160-180℃下保温15-20分钟，最后冷却至室温，即得本专利技术添加料。所述步骤2中混合酸由98%硫酸和85%磷酸按体积比(8-8.5):(1-1.5)混合而成。所述步骤3中两次超声分散的条件依次为32-35kHz下超声15-25分钟以及25-26kHz下超声5-10分钟。所述步骤4中每次浸渍时间为8-10分钟，每次浸渍后在35-50℃下烘干再进行下一次浸渍。所述的水泥基除尘吸波添加料的使用方法，将添加料按水泥基复合材料中硅酸盐水泥质量的2-5%加入到水泥基复合材料中干混均匀即可。本专利技术的优点是：本专利技术利用聚乙二醇配制分散液将各组分经多次浸渍充分结合，其中具有良好导电性和超高比表面积的氧化石墨与硫化锌进行复合，不仅有利于空气粉尘有机分子的吸附，而且还可以有效提高硫化锌材料的光吸收效率和光生电子-空穴对的分离效率，其石墨烯共轭结构与半导体材料界面间稳定的化学键合连接，有利于加速物质界面间电子转移，进而有效提高光催化效率，加速了空气粉尘的吸附和转化，在此基础上将稳定性极强的空心粉煤灰微珠引入复合改性工艺中，令其搭载硫化锌/氧化石墨复合材料，极大增强了吸附固载能力，同时由于粉煤灰的掺入，使得添加料使用在水泥基材料中可一部分增加入射电磁波机率，另一部分使得入射电磁波在其多孔结构内部多次反射、散射及干涉，增加能量损耗，使得电磁波的吸收不仅来源于添加料中的吸波介质炭黑、铁氧体，同时也来源于粉煤灰多孔结构的衰减，从而达到吸收电磁波的目的，本专利技术制备的水泥基除尘吸波添加料工艺操作简单易行，对工艺环境的要求较低，成本低廉，使用在水泥基材料中能极好的发挥出除尘和吸波作用，应用领域广泛。具体实施方式一种水泥基除尘吸波添加料，通过以下方法制备：（1）将聚乙二醇加入到二甲基甲酰胺中，控制聚乙二醇浓度在0.05g/mL之间，在180转/分下搅拌15分钟，再向其中加入二甲基甲酰胺用量1%的KH550偶联剂，得混合液备用；（2）将石墨和高锰酸钾按质量比1：6混合后在冰浴下以固液比1：18g/mL加入混合酸，再升温至50℃并搅拌反应8小时，其中混合酸由98%硫酸和85%磷酸按体积比8:1.3混合而成，最后依次向反应产物中加入混合酸0.04倍体积的30%过氧化氢溶液和1倍体积的36%盐酸溶液，搅拌反应90分钟，完成后将产物离心并洗涤至中性，在50℃真空环境下干燥48小时以上，得到预处理氧化石墨备用；（3）按重量份称取空心粉煤灰微珠3份、预处理氧化石墨0.8份、二甲基亚砜20份、醋酸锌0.05份，先取空心粉煤灰微珠置于20倍于其质量的水中，升温至80℃搅拌均匀得到微珠悬浮液，再向其中加入预处理氧化石墨和二甲基亚砜，在35kHz下超声分散15分钟，加入醋酸锌并再次在25kHz下超声分散9分钟，之后将混合体系置于高温反应釜中，在200℃下反应10小时，完成后将产物经离心水洗，在50℃真空环境下干燥至粉末状态，得硫化锌复合材料备用；（4）将硫化锌复合材料、炭黑、氧化镧粉末、尖晶石型镍锌铁氧体粉末按质量比4：1.5：0.6：2加入到步骤1所得混合液中，进行3次浸渍，每次浸渍时间为8分钟，每次浸渍后在35℃下烘干再进行下一次浸渍；（5）将步骤4所得浸渍完成的产物在100℃下保温90分钟，再在160℃下保温15分钟，最后冷却至室温，即得本专利技术添加料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥基除尘吸波添加料，其特征在于通过以下方法制备：（1）将聚乙二醇加入到二甲基甲酰胺中，控制聚乙二醇浓度在0.05‑0.15g/mL之间，在180‑220转/分下搅拌15‑25分钟，再向其中加入二甲基甲酰胺用量1‑1.5%的KH550偶联剂，得混合液备用；（2）将石墨和高锰酸钾按质量比1：6‑7混合后在冰浴下以固液比1：18‑22g/mL加入混合酸，再升温至50‑55℃并搅拌反应8‑10小时，最后依次向反应产物中加入混合酸0.04‑0.05倍体积的30%过氧化氢溶液和1‑1.25倍体积的36%盐酸溶液，搅拌反应90‑120分钟，完成后将产物离心并洗涤至中性，在50‑60℃真空环境下干燥48小时以上，得到预处理氧化石墨备用；（3）按重量份称取空心粉煤灰微珠3‑5份、预处理氧化石墨0.8‑1份、二甲基亚砜20‑22份、醋酸锌0.05‑0.08份，先取空心粉煤灰微珠置于20‑25倍于其质量的水中，升温至80‑90℃搅拌均匀得到微珠悬浮液，再向其中加入预处理氧化石墨和二甲基亚砜，超声分散后，加入醋酸锌并再次进行超声分散，之后将混合体系置于高温反应釜中，在200‑240℃下反应10‑12小时，完成后将产物经离心水洗，在50‑60℃真空环境下干燥至粉末状态，得硫化锌复合材料备用；（4）将硫化锌复合材料、炭黑、氧化镧粉末、尖晶石型镍锌铁氧体粉末按质量比（3‑5）：（1.2‑1.6）：（0.5‑0.8）：（2‑2.5）加入到步骤1所得混合液中，进行2‑3次浸渍；（5）将步骤4所得浸渍完成的产物在100‑120℃下保温90‑120分钟，再在160‑180℃下保温15‑20分钟，最后冷却至室温，即得本专利技术添加料。...

【技术特征摘要】
1.一种水泥基除尘吸波添加料，其特征在于通过以下方法制备：（1）将聚乙二醇加入到二甲基甲酰胺中，控制聚乙二醇浓度在0.05-0.15g/mL之间，在180-220转/分下搅拌15-25分钟，再向其中加入二甲基甲酰胺用量1-1.5%的KH550偶联剂，得混合液备用；（2）将石墨和高锰酸钾按质量比1：6-7混合后在冰浴下以固液比1：18-22g/mL加入混合酸，再升温至50-55℃并搅拌反应8-10小时，最后依次向反应产物中加入混合酸0.04-0.05倍体积的30%过氧化氢溶液和1-1.25倍体积的36%盐酸溶液，搅拌反应90-120分钟，完成后将产物离心并洗涤至中性，在50-60℃真空环境下干燥48小时以上，得到预处理氧化石墨备用；（3）按重量份称取空心粉煤灰微珠3-5份、预处理氧化石墨0.8-1份、二甲基亚砜20-22份、醋酸锌0.05-0.08份，先取空心粉煤灰微珠置于20-25倍于其质量的水中，升温至80-90℃搅拌均匀得到微珠悬浮液，再向其中加入预处理氧化石墨和二甲基亚砜，超声分散后，加入醋酸锌并再次进行超声分散，之后将混合体系置于高温反应釜中，在200-240℃下反应10-12小时，完成后将产物经离心水洗，在50-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉红，
申请(专利权)人：王玉红，
类型：发明
国别省市：安徽,34