功能紫砂滤芯陶及其制备方法技术

本发明专利技术提出一种功能紫砂滤芯陶及其制备方法，属于催化材料技术领域，能够解决目前吸附材料无法做到快速、高效的消除空气中的颗粒物、有害物质以及保持较高抑菌率的技术问题。该功能紫砂滤芯陶包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉10‑20份、凹凸棒土10‑30份、紫砂土20‑30份、改性硅藻土15‑25份、改性电气石粉10‑20份和造孔剂1‑5份。本发明专利技术能够应用于净化和活化水质方面。

Ceramic for functional purple sand filter element and its preparation

The invention provides a functional purple sand filter element ceramic and a preparation method thereof, belonging to the technical field of catalytic materials, which can solve the technical problems that the current adsorption materials can not quickly and efficiently eliminate particles and harmful substances in the air and maintain a high antibacterial rate. The ceramic of the functional purple sand filter element includes the following parts by weight: 10 \u2011 20 parts of nano low temperature frit glaze, 10 \u2011 30 parts of attapulgite, 20 \u2011 30 parts of purple sand earth, 15 \u2011 25 parts of modified diatomite, 10 \u2011 20 parts of modified electrical stone powder and 1 \u2011 5 parts of pore forming agent. The invention can be applied to purifying and activating water quality.

【技术实现步骤摘要】
功能紫砂滤芯陶及其制备方法
本专利技术属于净化材料
，尤其涉及一种功能紫砂滤芯陶及其制备方法。
技术介绍
紫砂是一种硅酸盐矿物，主要由石英粉砂及胶合它的粘土矿物组成，石英碎屑孤立地分布在胶结构中，在镜下可观察到紫砂团粒之间的链状气孔，以及团粒内部的微细气孔，紫砂与普通陶土不同，具有双重气孔结构。紫砂可制茶具、酒具、过滤用品、陶粒、陶片等。电气石是一种环状硅酸盐矿物，电气石以含硼为特征的铝、钠、铁、锂构成的矿物，形态为复三方锥晶类，晶体呈柱状。电气石具有发射远红外的功能，而且其远红外线能量与水中的氢键的键能相当，产生共振，使老化水的大分子团簇变小至6个水分子团。紫砂陶因紫砂双重气孔结构的特质决定其具有高气孔密度和高气孔率，必须在1020-1250℃烧温才能烧结出。但电气石结晶体因压电性和热电性能够产生电极，对水的物理结构活化水质具有重要影响，但在烧温高于850℃时就会破坏晶体结构而失去其功能和作用。因此，如何能够匹配两者需要，既能够满足紫砂陶国家标准要求，不破坏紫砂陶制作工艺要求，又可同时满足电气石过滤活化饮用水的功能是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提出一种紫砂滤芯陶材料及其制备方法，该方法可在不破坏紫砂陶制作工艺要求的同时，满足电气石过滤活化饮用水的功能。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种功能紫砂滤芯陶，包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。作为优选，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉。作为优选，所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃。作为优选，所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。作为优选，所述紫砂土主要化学成分为甲泥，主要矿物成分包括伊利石、高岭石、石英和赤铁矿。作为优选，所述造孔剂选自纸浆、活性炭和淀粉中的至少一种。作为优选，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：Σ(TnxOmy+(x×n)HCl→xTCln+yH2O)TnxOmy主要为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O，HCl用量为Σ(x×n)HCl中Σ(x×n)摩尔数的2-5；将上述所得混合物置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-300℃，反应时间为2-24h；反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，然后将所得干燥物在氧化环境下煅烧0.5-1h，煅烧温度750-800℃，冷却后得到改性硅藻土。作为优选，所述改性电气石粉的改性处理方法包括如下步骤：将电气石粉碎至粒度在1-50μm；将粉碎后的电气石粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-650℃，反应时间为2-48h；反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥后得到改性电气石粉。本专利技术还提供了如上述任一项技术方案所述的功能紫砂滤芯陶的制备方法，包括如下步骤：按重量份称取纳米低温熔块釉、凹凸棒土、改性硅藻土、改性电气石粉和造孔剂，加入适量水，球磨混合3-10h后，压制成型，于750-840℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持1-3h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到功能紫砂滤芯陶。本专利技术还提供了一种净水器，采用如上述技术方案所述的功能紫砂滤芯陶或如上述技术方案所述的制备方法制备得到的功能紫砂滤芯陶作为净化载体。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术提供的功能紫砂滤芯陶具有2-10nm的改性硅藻土多孔材料，这种具有不同梯度孔径的孔道同时存在使得本蜂窝陶器材料具有相比其他产品更高的比表面积，BET>30m2/g，其吸附力、活性、环境性能与传统多孔材料相比具有明显的优势；2、本专利技术提供的功能紫砂滤芯陶具有二维体型结构的孔道，相比于传统的单孔道结构，本专利技术的功能紫砂滤芯陶具有高重复利用率、高催化效率和高吸附量；3、本专利技术提供的功能紫砂滤芯陶以纳米低温熔块釉、凹凸棒土、紫砂土、改性硅藻土和改性电气石粉为原料。其中，由于存在硅藻土超过840℃煅烧会晶化和电气石超过840℃会分解的技术难题，因此，本申请所采用的纳米低温熔块釉采用特制配方，其熔融温度仅650-750℃；凹凸棒土具有低温烧结性能，形成高温矿物后依然保持纳米纤维结构特点、高比表面积、过滤阻隔性能、生物相容性以及化学和热稳定性优良，在工艺中主要起到良好的可塑性和粘结性，800℃时便发生高温相变成陶。同时，紫砂土在800℃左右也可高温相变，并且在工艺成型和成陶过程中及水处理均贡献较大。基于此，不仅可有效克服在超过840℃煅烧后硅藻土会晶化、电气石粉会分解的技术难题，同时，也可满足紫砂土在800℃左右高温相变成陶的需要，所制备得到的功能紫砂滤芯陶还可高效用于饮用水净化和活化等方面。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种功能紫砂滤芯陶，其特征在于，包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。上述实施例中，所采用的纳米低温熔块釉采用特制配方，其熔融温度仅650-750℃；凹凸棒土为天然纳米管状硅酸盐粘土矿物经过超声波分散后的凹凸棒土，具有低温烧结性能，形成高温矿物后依然保持纳米纤维结构特点、高比表面积、过滤阻隔性能、生物相容性以及化学和热稳定性优良，在工艺中主要起到良好的可塑性和粘结性，800℃时便发生高温相变成陶；因此，不仅可有效克服在超过840℃煅烧后硅藻土会晶化、电气石粉会分解的技术难题，同时，也可满足紫砂土在800℃左右高温相变成陶的需要。原料中改性硅藻土和改性电气石粉分别为硅酸盐系列的粉末状多孔造型功能材料，改性硅藻土经改性后具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨耐热等特点，具有强有力的有机挥发物吸附特性；而改性电气石粉经改性后则具有良好的热释电效应；凹凸棒土在经超声波震荡分散后，在纳米低温熔块釉的熔融温度下可有效促进两种功能性材料和紫砂土发生粘结，从而形成功能紫砂滤芯陶，可作为催化材料广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能紫砂滤芯陶，其特征在于，包括以下重量份的各原料：/n纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种功能紫砂滤芯陶，其特征在于，包括以下重量份的各原料：
纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。


2.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；
上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉。


3.根据权利要求2所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃。


4.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。


5.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述紫砂土主要化学成分为甲泥，主要矿物成分包括伊利石、高岭石、石英和赤铁矿。


6.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述造孔剂选自纸浆、活性炭和淀粉中的至少一种。


7.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：
将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；
将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：
Σ(TnxOmy+(x×...

【专利技术属性】
技术研发人员：王平，吴瑛，温小华，黄徐亮，朱创国，周毅，李晓晴，
申请(专利权)人：浙江纳巍负离子科技有限公司，青岛融创新材料工程研究院有限公司，晋江市山俊水杰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33