一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法技术

本发明专利技术涉及陶瓷空心球技术领域，且公开了一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，包括以下步骤：1)以铝溶胶纳米颗粒为原料制备出固相含量为30wt％的水基浆料；2)在水基浆料中添加溶胶悬浮体比重为0.6wt％的短链两亲分子修饰颗粒，将溶胶悬浮体的pH调节至3.8；3)将制成的水基浆料和辛烷混合，并通过搅拌机以300rpm的速度搅拌。本发明专利技术的优点在于：通过水基浆料和一定比例的辛烷混合，通过机械搅拌得到超稳定的微乳液，将所制备的乳液装入滴管，逐滴加入到碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴，凝胶乳滴干燥烧结后即可获得空心球材料，空心球材料其比表面积高达200～410m2/g，其内部具有多个球形孔结构，可以大范围提高其在负载、催化与缓释等领域的使用效果。

【技术实现步骤摘要】
一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法
本专利技术涉及陶瓷空心球
，具体为一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法。
技术介绍
陶瓷空心球在过去的几十年中因其广泛的应用引起了极大的兴趣。这种特殊材料可以应用在负载、催化、缓释等领域。目前陶瓷空心球的制备主要包括模板法(硬模板和软模板)以及无模板法，也称为奥斯特瓦尔德熟化法等。然而，上述方法有各自的局限性，例如产量低，生产周期长，需要特殊设备，制备工艺复杂等。开发低成本、周期短、易于大批量生产的陶瓷空心球的合成工艺仍然充满挑战。随着现代工业的飞速发展，特别是高技术的进步，对无机微球材料的综合性能，特别是比表面积提出了越来越高的要求。比表面积是指单位质量物料所具有的总面积。分外表面积、内表面积两类。国标单位㎡/g.理想的非孔性物料只具有外表面积，如硅酸盐水泥、一些粘土矿物粉粒等；有孔和多孔物料具有外表面积和内表面积，如石棉纤维、岩(矿)棉、硅藻土等。测定方法有容积吸附法、重量吸附法、流动吸附法、透气法、气体附着法等。比表面积是评价催化剂、吸附剂及其他多孔物质如石棉、矿棉、硅藻土及粘土类矿物工业利用的重要指标之一。在公开号为CN102557594B中国专利技术专利中提出了一种高强度低密度陶瓷空心球及其制备方法，该方法通过加入粉料来控制陶瓷空心球的壁厚，但是该方法制备得到的陶瓷空心球，其比表面积较低，且制作工艺较为复杂，且需要制丸机与滚球机等价格高昂的成型设备，导致其在负载、催化与缓释等领域的使用效果不佳，且生产工艺要求高，生产成本高。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，具备生产工艺简单，比表面积高等优点，解决了负载、催化与缓释等领域使用效果不佳的问题。(二)技术方案为实现上述比表面积高的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，包括以下步骤：1)以铝溶胶纳米颗粒为原料制备出固相含量为30wt％的水基浆料；2)在水基浆料中添加溶胶悬浮体比重为0.6wt％的短链两亲分子修饰颗粒，将溶胶悬浮体的pH调节至3.8；3)将制成的水基浆料和辛烷混合，并通过搅拌机以300rpm的速度搅拌，得到超稳定微乳液；4)将制备得到的微乳液装入滴管，并逐滴加入到pH为10.5的碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴；5)将得到的凝胶乳滴进行干燥后并以500摄氏度的高温进行烧结，从而获得空心球材料。优选的，所述步骤1)中水基浆料的制备通过球磨和超声分散进行，步骤1)中获得的水基浆料固相含量在25到40wt％内。优选的，所述步骤2)中短链两亲分子可选用丁酸、戊酸、己酸中的一种或者任何混合，所述短链两亲分子水油两相的体积比例在1:3和1:1之间，并采用搅拌机进行混合搅拌，搅拌速度为200-700rpm，所述步骤2)中溶胶悬浮体的pH值调节至3.5-4.3之间。优选的，所述步骤3)制成的水基浆料中水和辛烷的比例为1:2。优选的，所述步骤4)中采用的滴管喷嘴直径为2-4毫米，所述步骤4)中的碱性溶液pH值控制在10-11以内。优选的，所述步骤5)中得到的凝胶乳滴烧结温度可为500-1250摄氏度之间，所述步骤5)中烧结得到的陶瓷空心球直径为1-4毫米。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，具备以下有益效果：1、该高比表面积陶瓷空心球的制备方法，通过球磨和超声分散制备固相含量为25～40wt％的水基浆料，并在其中添加溶胶悬浮体比重为0.5～2.0wt％的短链两亲分子修饰颗粒，将溶胶悬浮体的pH调节至3.8，可以使颗粒表面实现疏水化修饰，再将上述水基浆料和一定比例的辛烷混合，通过机械搅拌得到超稳定的微乳液，将所制备的乳液装入滴管，并逐滴加入到pH为10.5的碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴，凝胶乳滴干燥烧结后即可获得空心球材料，所得到的空心球材料其比表面积高达200～410m2/g，而且其内部具有多个球形孔结构，可以大范围提高其在负载、催化与缓释等领域的使用效果。2、该高比表面积陶瓷空心球的制备方法，通过将制成的水基浆料和辛烷混合，并通过搅拌机以300rpm的速度搅拌，得到超稳定微乳液；再将制备得到的微乳液装入滴管，并逐滴加入到pH为10.5的碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴，由于采用滴入成形的方式，无需价格高昂的成型设备，而且滴入成形所得到的球体表面更佳光滑，生产工艺更加简单，无需化学合成，同时所制备的空心球比表面积水平很高，具有良好应用推广价值。附图说明图1是本专利技术所用的铝溶胶纳米颗粒的TEM照片。图2是本专利技术制备的陶瓷空心球的实物照片。图3是本专利技术陶瓷空心球的微观照片。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，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。实施例一：1)以铝溶胶纳米颗粒为原料制备出固相含量为30wt％的水基浆料；2)在水基浆料中添加溶胶悬浮体比重为0.6wt％的短链两亲分子修饰颗粒，将溶胶悬浮体的pH调节至3.8，使颗粒表面实现疏水化修饰；3)将制成的水基浆料和辛烷混合，并通过搅拌机以300rpm的速度搅拌，得到超稳定微乳液；4)将制备得到的微乳液装入滴管，并逐滴加入到pH为10.5的碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴，在公开号为CN102557594B中国专利技术专利一种高强度低密度陶瓷空心球及其制备方法中，需要先将炭黑、面粉和水按质量比为3:5:2的比例混合，在炼泥机中混合，然后在挤出机中挤出得到直径10mm的圆柱形泥条，再将得到的泥条在制丸机中得到直径为10mm的模板球，还需要将500g模板球放入滚球机，在转速为500r/min和滚球机滚筒轴线仰角为10°的条件下将模板球滚动30min。然后，往模板球上喷25g水，一次性投入400g的75瓷氧化铝粉，氧化铝粉体将包裹在模板球上。继续滚动30min，形成表面光滑、内部包裹有含碳模板球的氧化铝陶瓷坯体，这样的制球方式需要使用到挤出机、制丸机与滚球机等高昂的成型设备，导致生产成本高，且工艺较为复杂，同时机械搓揉的成形方式得到球体表面光滑度比不上本申请滴入式得到的球体，滴入成形所得到的球体表面更佳光滑，生产工艺更加简单，无需化学合成，同时所制备的空心球比表面积水平很高，具有良好应用推广价值。5)将得到的凝胶乳滴进行干燥后并以500摄氏度的高温进行烧结，从而获得空心球材料，所得到空心球材料比表面积为278.6m2/g，直径大小约为3.5mm，而且内部含有丰富的球形孔结构，孔径为10-80微米不等，可以大范围提高其在负载、催化与缓释等领域的使用效果。本专利技术的有益效果是：通过球磨和超声分散制备固相含量为25～40wt％的水基浆料，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)以铝溶胶纳米颗粒为原料制备出固相含量为30wt％的水基浆料；/n2)在水基浆料中添加溶胶悬浮体比重为0.6wt％的短链两亲分子修饰颗粒，将溶胶悬浮体的pH调节至3.8；/n3)将制成的水基浆料和辛烷混合，并通过搅拌机以300rpm的速度搅拌，得到超稳定微乳液；/n4)将制备得到的微乳液装入滴管，并逐滴加入到pH为10.5的碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴；/n5)将得到的凝胶乳滴进行干燥后并以500摄氏度的高温进行烧结，从而获得空心球材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)以铝溶胶纳米颗粒为原料制备出固相含量为30wt％的水基浆料；
2)在水基浆料中添加溶胶悬浮体比重为0.6wt％的短链两亲分子修饰颗粒，将溶胶悬浮体的pH调节至3.8；
3)将制成的水基浆料和辛烷混合，并通过搅拌机以300rpm的速度搅拌，得到超稳定微乳液；
4)将制备得到的微乳液装入滴管，并逐滴加入到pH为10.5的碱性溶液中，得到凝胶化的乳滴；
5)将得到的凝胶乳滴进行干燥后并以500摄氏度的高温进行烧结，从而获得空心球材料。


2.根据权利要求1所述的一种高比表面积陶瓷空心球的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中水基浆料的制备通过球磨和超声分散进行，步骤1)中获得的水基浆料固相含量在25到40wt％内。


3.根据权利要求1所述的一种高比表面积陶瓷空心球的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：兰天，苑占永，鲍艳华，王旭东，池宗鹏，牛艳宁，赵万伟，
申请(专利权)人：北京华夏建龙矿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11