一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法技术

本发明专利技术涉及净水材料制备技术领域，具体涉及一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法。本发明专利技术以漂珠粉末为基材，聚苯乙烯作为造孔剂，自制硅溶胶作为粘结剂，并辅以琥珀粉和无水乙醇等制备得到改性载银漂珠基陶瓷滤料，首先将漂珠球磨与废石膏共混，再利用硝酸银溶液和自制分散液对漂珠进行双重改性，硝酸银中的银离子吸引蛋白酶中带有负电荷的硫醇基，有效地刺穿细胞壁与细胞膜外表，提高了陶瓷滤料的抗菌性，银离子在杀菌过程中与基材共同起到了耐磨的作用，继续将正硅酸乙酯、无水乙醇等混合搅拌反应得到自制硅溶胶，在基材表面形成致密、牢固的网络结构，对基材起到耐磨的作用，有利于陶瓷滤料的耐磨性得到提高，具有广泛的应用前景。

Preparation method of modified silver floating bead based ceramic filter material

The invention relates to the technical field of preparation of water purifying materials, in particular to a preparation method of modified silver floating bead based ceramic filter material. The invention uses the floating bead powder as the base material, polystyrene as a pore making agent, the self-made silica sol as a binder, and the preparation of the modified silver floating bead base ceramic filter material with amber powder and anhydrous ethanol, and the first blending of the ball ball with the waste gypsum, and then using the silver nitrate solution and the self made dispersing liquid to double modification of the floating beads. Silver ions in silver nitrate attract the negative charged thiol group in protease, which effectively pierce the cell wall and the surface of the cell membrane, improve the antibacterial properties of the ceramic filter material. The silver ions play a wear-resistant role with the base material during the sterilization process, and the mixed reaction of ethyl orthosilicate and anhydrous ethanol will continue to get the homemade silicon. The sol, forming a compact and solid network structure on the surface of the substrate, has a wear-resistant effect on the base material, and is beneficial to the improvement of the wear resistance of the ceramic filter material, and has a wide application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法
本专利技术涉及净水材料制备
，具体涉及一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法。
技术介绍
随着中国经济的快速发展，工业化和城市化进程的加快，环境污染和资源短缺问题日益显现。污水中含有对土地和人体有害各种污染物，人们对污水采用各种方法进行处理。物理法、化学药剂法和生物法是常用的方式，化学药剂法虽然可以减少污水中的污染物，但是化学药剂会造成二次污染，生物法的设备占地面积大，处理速度慢，这都给人们带来了困扰。过滤是给水和污水处理中常用的物理处理方法之一，因而过滤介质的选用就成为采用该技术方法的关键。我国水处理用滤料大多采用碎石、炉渣、普通陶粒、玻璃钢或塑料进行污水的过滤、净化处理，但是上述滤料不同程度的存在孔隙堵塞，增大了工作阻力，有的孔隙度低，净化效果差，有的易老化，上述缺陷限制水处理滤料的应用，因此解决上述问题就显得十分必要了。陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、电子等行业都得到了广泛的应用。陶瓷滤料属于一种新型的过滤材料，其相对于传统的石英砂、核桃壳、无烟粉等，具有孔隙率高、吸附性好、机械强度高、耐磨损、化学性能稳定、过滤周期长、耐反冲洗、不易造成二次污染等优点。因此，陶瓷滤料现已成为水处理行业的新一代滤料，其需求量逐年增加。但现有的陶瓷滤料多以解决物理过滤的效果为主，既不耐磨又不耐碰撞，不能抵抗高速气流的冲刷，也不能抵抗熔渣的侵蚀，且从未明确提到杀菌灭藻的重要功能。因此，亟需研制出一种能够解决上述问题的陶瓷滤料非常有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前普通陶瓷滤料存在孔隙率低、耐磨性差以及抗菌性差，满足不了材料市场要求的缺陷，提供了一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中超声分散，得到自制分散液；（2）将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠混合放入球磨机中，在转速为270～300r/min的条件下球磨后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；（3）将过筛漂珠粉末、硝酸银溶液和自制分散液混合搅拌，得到搅拌液，并用硝酸溶液调节搅拌液的pH至4.7～5.2，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中干燥，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；（4）将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，搅拌反应，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的盐酸，继续保温混合反应，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中超声分散，待超声分散结束后，静置陈化，出料，得到自制硅溶胶；（5）按重量份数计，分别称取40～42份自制载银漂珠粉末、10～12份聚苯乙烯、20～24份自制硅溶胶、4～6份琥珀粉、2～4份无水乙醇和32～36份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中造粒，得到自制颗粒；（6）将自制颗粒放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中干燥，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。步骤（1）所述的十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水的质量比为3：1：5，超声分散功率为210～240W，超声分散频率为24～27kHz，超声分散时间为27～30min。步骤（2）所述的漂珠和废石膏的质量比为5：1，烧结温度为1240～1270℃，烧结时间为10～12h，氧化锆球磨珠和处理后的漂珠的球料质量比为18：1，球磨时间为2～3h。步骤（3）所述的过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液的质量比为1：7：2，混合搅拌时间为20～30min，硝酸溶液的质量分数为27%，静置陈化时间为1～2天，干燥温度为96～100℃，干燥时间为45～60min。步骤（4）所述的去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇的体积比为2：5：1，搅拌反应温度为51～54℃，搅拌反应时间为16～20min，盐酸的质量分数为27%，继续反应时间为21～24min，超声分散功率为180～200W，超声分散频率为25～27kHz，超声分散时间为27～30min，静置陈化时间为12～16h。步骤（5）所述的搅拌时间为35～45min，造粒温度为110～124℃，造粒压力为5～6MPa，造粒时间为21～32min。步骤（6）所述的烧结温度为1080～1150℃，烧结时间为4～6h，浸泡时间为10～12h，干燥温度为95～100℃，干燥时间为2～4h。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以漂珠粉末为基材，聚苯乙烯作为造孔剂，自制硅溶胶作为粘结剂，并辅以琥珀粉和无水乙醇等制备得到改性载银漂珠基陶瓷滤料，首先将漂珠球磨得到漂珠粉末，并与废石膏共混，由于废石膏具有造孔性能，在其钙离子的作用下，一方面起着助熔效应并促进漂珠烧结，进一步打开微细漂珠的气孔，从而提高陶瓷滤料的比表面积和孔隙率，另一方面在高温条件下，致使物料产生更多的晶格畸变和缺陷，增加其无定形程度，有利于多孔陶瓷滤料的活性得到提高，再利用硝酸银溶液和自制分散液对漂珠进行双重改性，由于大部分的病原菌是单细胞微生物，是依靠蛋白酶来维持新陈代谢，硝酸银中的银离子吸引蛋白酶中带有负电荷的硫醇基，并迅速与其结合，有效地刺穿细胞壁与细胞膜外表，使细菌细胞因蛋白质变性，而无法呼吸、代谢和繁殖，直至死亡，提高了陶瓷滤料的抗菌性；（2）本专利技术中的银离子在杀菌过程中与基材共同起到了耐磨的作用，另外银离子在自制分散液的作用下均匀分散在基材的孔隙间，形成致密网络结构，从而提高陶瓷滤料的耐磨性，继续采用溶胶-凝胶法将正硅酸乙酯、无水乙醇等混合搅拌反应得到自制硅溶胶，由于自制硅溶胶的比表面积较大，且表面活性基团数目较多，容易在基材表面形成致密、牢固的网络结构，使基材间链段的运动受到束缚，且自制硅溶胶中二氧化硅粒子的“纳米效应”能够吸收外界施加的应力，并对基材起到耐磨的作用，有利于陶瓷滤料的耐磨性得到提高，具有广泛的应用前景。具体实施方式按质量比为3：1：5将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中，在功率为210～240W、频率为24～27kHz的条件下超声分散27～30min，得到自制分散液；按质量比为5：1将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中，在温度为1240～1270℃的条件下烧结10～12h，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠按球料质量比为18：1混合放入球磨机中，在转速为270～300r/min的条件下球磨2～3h后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；将过筛漂珠粉末、质量分数为30%的硝酸银溶液和自制分散液按质量比为1：7：2混合搅拌20～30min，得到搅拌液，并用质量分数为27%的硝酸溶液调节搅拌液的pH至4.7～5.2，再将搅拌液放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中超声分散，得到自制分散液；（2）将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠混合放入球磨机中，在转速为270～300r/min的条件下球磨后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；（3）将过筛漂珠粉末、硝酸银溶液和自制分散液混合搅拌，得到搅拌液，并用硝酸溶液调节搅拌液的pH至4.7～5.2，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中干燥，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；（4）将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，搅拌反应，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的盐酸，继续保温混合反应，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中超声分散，待超声分散结束后，静置陈化，出料，得到自制硅溶胶；（5）按重量份数计，分别称取40～42份自制载银漂珠粉末、10～12份聚苯乙烯、20～24份自制硅溶胶、4～6份琥珀粉、2～4份无水乙醇和32～36份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中造粒，得到自制颗粒；（6）将自制颗粒放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中干燥，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。...

【技术特征摘要】
1.一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水混合置于烧杯中，再将带有混合物的烧杯放入超声波分散仪中超声分散，得到自制分散液；（2）将漂珠和废石膏混合放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到处理后的漂珠，再将氧化锆球磨珠和处理后的漂珠混合放入球磨机中，在转速为270～300r/min的条件下球磨后过80目筛，收集过筛漂珠粉末；（3）将过筛漂珠粉末、硝酸银溶液和自制分散液混合搅拌，得到搅拌液，并用硝酸溶液调节搅拌液的pH至4.7～5.2，再将搅拌液放入无光的温室中静置陈化，过滤去除滤液，取出滤渣，最后将滤渣放入烘箱中干燥，自然冷却至室温，研磨出料，得到自制载银漂珠粉末；（4）将去离子水、正硅酸乙酯和无水乙醇混合，搅拌反应，得到反应液，再向反应液中滴加反应液体积0.5%的盐酸，继续保温混合反应，得到自制反应液，将自制反应液放入超声波分散仪中超声分散，待超声分散结束后，静置陈化，出料，得到自制硅溶胶；（5）按重量份数计，分别称取40～42份自制载银漂珠粉末、10～12份聚苯乙烯、20～24份自制硅溶胶、4～6份琥珀粉、2～4份无水乙醇和32～36份去离子水混合置于搅拌机中，在转速为210～240r/min的条件下搅拌，得到混合浆料，再将混合浆料置于造粒机中造粒，得到自制颗粒；（6）将自制颗粒放入马弗炉中烧结，待冷却至室温，得到滤料颗粒，将滤料颗粒放入水中浸泡，得到浸泡后的滤料颗粒，最后将浸泡后的滤料颗粒置于烘箱中干燥，冷却出料，即得改性载银漂珠基陶瓷滤料。2.根据权利要求1所述的一种改性载银漂珠基陶瓷滤料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的十二烷基硫酸钠、聚乙二醇和去离子水的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈春霞，杨明忠，张建初，
申请(专利权)人：佛山九陌科技信息咨询有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44