一种轻质多孔碳化板材及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种轻质多孔碳化板材及其制备方法，包括以下步骤：将碳矿化材料和纳米二氧化硅、水混合，得到混合物料；将所述混合物料压制，得到成型板材；将所述成型板材碳化，得到轻质多孔碳化板材。该方法制备的碳化板材孔道密集且均匀，能有效增强板材对水分、气体的吸附作用；制备过程为“碳中和”的过程，达到节约成本，废物再利用的目的，减轻温室效应，同时该制备过程可操作性强，适合产业化，达到回收二氧化碳、轻质吸附的目的。实验结果表明：碳化板材的轻质、多孔；碘吸附值为400～529mg/g；断裂模数为3.6～8.2MPa。裂模数为3.6～8.2MPa。

【技术实现步骤摘要】
一种轻质多孔碳化板材及其制备方法


[0001]本专利技术属于碳化板材
，尤其涉及一种轻质多孔碳化板材及其制备方法。

技术介绍

[0002]绿色低碳建筑既要减少建设过程中的碳排放，也要大幅降低建筑日常能耗和排放。所以，建筑及装潢类材料等消费市场，其建筑及装潢类材料消费品的原材料成本压力显现。
[0003]新型板材是目前建筑装修的一个重要的研究方向，利用新材料实现板材的轻质化可以达到减轻墙体压力的目的，但是现有新型板材，其制备过程复杂、成本高，吸附性能不佳。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种轻质多孔碳化板材及其制备方法，该方法制备的碳化板材轻质且具有优异的吸附性能。
[0005]本专利技术提供了一种轻质多孔碳化板材的制备方法，包括以下步骤：
[0006]将碳矿化材料和纳米二氧化硅、水混合，得到混合物料；
[0007]将所述混合物料压制，得到成型板材；
[0008]将所述成型板材碳化，得到轻质多孔碳化板材。
[0009]所述碳矿化材料和纳米二氧化硅的质量比为9:1～6:4。
[0010]在本专利技术中，所述水占所述碳矿化材料和纳米二氧化硅总质量的10～40％。
[0011]在本专利技术中，所述碳化的压力为0.1～0.6MPa，碳化的时间为8～60h；
[0012]所述碳化中采用的碳化气体中二氧化碳的体积浓度≥3％。
[0013]在本专利技术中，所述碳矿化材料选自氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、硅酸钙、硅酸镁、钢渣、炉渣、镁渣、电石渣、硫脲渣、γ
‑
硅酸二钙、β
‑
硅酸二钙、硅酸一钙和二硅酸三钙中的一种或多种。
[0014]在本专利技术中，所述成型板材碳化后进行碱洗，再经水洗至中性，得到轻质多孔碳化板材；
[0015]所述碱洗的方式为超声碱洗；所述碱洗采用4～8mol/L的氢氧化钠溶液；
[0016]所述碱洗的温度为50～90℃，所述碱洗的时间大于等于30min。
[0017]本专利技术提供了一种轻质多孔碳化板材，由上述技术方案所述制备方法制得。
[0018]本专利技术提供了一种轻质多孔碳化板材的制备方法，包括以下步骤：将碳矿化材料和纳米二氧化硅、水混合，得到混合物料；将所述混合物料压制，得到成型板材；将所述成型板材碳化，得到轻质多孔碳化板材。该方法制备的碳化板材孔道密集且均匀，能有效增强板材对水分、气体的吸附作用；制备过程为“碳中和”的过程，达到节约成本，废物再利用的目的，减轻温室效应，同时该制备过程可操作性强，适合产业化，达到回收二氧化碳、轻质吸附的目的。实验结果表明：碳化板材的轻质、多孔；碘吸附值为400～529mg/g；断裂模数为3.6
～8.2MPa。
附图说明
[0019]图1为本专利技术具体实施例制备轻质多孔碳化板材的流程示意图。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了一种轻质多孔碳化板材的制备方法，包括以下步骤：
[0021]将碳矿化材料和纳米二氧化硅、水混合，得到混合物料；
[0022]将所述混合物料压制，得到成型板材；
[0023]将所述成型板材碳化，得到轻质多孔碳化板材。
[0024]本专利技术将碳矿化材料和纳米二氧化硅、水混合，得到混合物料。在本专利技术中，所述碳矿化材料优选为富含氧化钙、氢氧化钙、氧化镁、氢氧化镁、硅酸钙和硅酸镁成分中的一种或多种材料；所述碳矿化材料中的成分优选还包括钢渣、炉渣、镁渣、电石渣、硫脲渣、γ
‑
硅酸二钙、β
‑
硅酸二钙、硅酸一钙和二硅酸三钙中的一种或多种。在本专利技术具体实施例中，所述碳矿化材料为γ
‑
硅酸二钙或钢渣。
[0025]在本专利技术中，所述纳米二氧化硅的粒度为1～100nm。所述碳矿化材料和纳米二氧化硅的质量比优选为9:1～6:4。具体实施例中，碳矿化材料和纳米二氧化硅的质量比为9:1；或8:2；或7:3；或6:4。
[0026]所述水的加入量占物料总量的10～40wt％。所述水的加入有助于压制成型，且对碳化效果影响小。
[0027]得到混合物料后，本专利技术将所述混合物料压制，得到成型板材。本专利技术优选将混合物料置于压样模具中压制成板。
[0028]本专利技术将所述成型板材碳化，得到轻质多孔碳化板材。在本专利技术中，所述碳化的压力为0～0.6MPa，碳化的时间为8～60h；具体实施例中，所述碳化的压力为0.1MPa，碳化的时间为24h；所述碳化中采用的碳化气体中二氧化碳的体积浓度≥3％，有助于二氧化碳进入板材参加反应，碳化更加充分；碳化过程为碳中和的过程，碳化气体可为工业废气，实现废物利用，有效降低生产成本。
[0029]本专利技术在碳化后优选进行碱洗，再经水洗至中性，得到轻质多孔碳化板材；所述碱洗的方式为超声碱洗；所述碱洗采用4～8mol/L的氢氧化钠溶液；所述碱洗的温度为50～90℃，所述碱洗的时间大于等于30min；所述超声碱洗的超声频率为60％及以上，有助于清洗纳米二氧化硅，去除更加干净。具体实施例中，所述碱洗采用6mol/L的氢氧化钠溶液；碱洗的时间为30min，碱洗的温度为50℃；超声频率为60％。
[0030]图1为本专利技术具体实施例采用的制备轻质多孔碳化板材的流程示意图。
[0031]本专利技术提供了一种轻质多孔碳化板材，由上述技术方案所述制备方法制得。所述碳化板材的轻质多孔的特性能够增强板材对于水分、气体的吸附作用。
[0032]为了进一步说明本专利技术，下面结合实施例对本专利技术提供的一种轻质多孔碳化板材及其制备方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本专利技术保护范围的限定。
[0033]实施例1
[0034]一种轻质多孔碳化板材制备工艺，变量条件(γ
‑
硅酸二钙与纳米二氧化硅按照9:
1均匀混合)
[0035]1.将γ
‑
硅酸二钙与纳米二氧化硅按照9:1均匀混合，加入物料总量的30％的水，继续混合均匀；
[0036]2.将混合物料放入压样模具中压制成板；
[0037]3.将板材放入碳化罐中在0.1MPa的压力下利用二氧化碳碳化24h；
[0038]4.将碳化板材取出用6mol/L的氢氧化钠溶液超声清洗0.5h，超声温度50℃、超声频率60％，再用蒸馏水洗涤为溶液中性，即可得轻质多孔碳化板材。
[0039]实施例2
[0040]一种轻质多孔碳化板材制备工艺，变量条件(γ
‑
硅酸二钙与纳米二氧化硅按照8:2均匀混合)
[0041]1.将γ
‑
硅酸二钙与纳米二氧化硅按照8:2均匀混合，加入物料总量的30％的水，继续混合均匀；
[0042]2.将混合物料放入压样模具中压制成板；
[0043]3.将板材放入碳化罐中在0.1MPa的压力下利用二氧化碳碳化24h；
[0044]4.将碳化板材取出用6m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻质多孔碳化板材的制备方法，包括以下步骤：将碳矿化材料和纳米二氧化硅、水混合，得到混合物料；将所述混合物料压制，得到成型板材；将所述成型板材碳化，得到轻质多孔碳化板材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳矿化材料和纳米二氧化硅的质量比为9:1～6:4。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水占所述碳矿化材料和纳米二氧化硅总质量的10～40％。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化的压力为0～0.6MPa，碳化的时间为8～60h；所述碳化中采用的碳化气体中二氧化碳的体积浓度≥3％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐继任，高飞，司政凯，张学雷，张余鑫，张淑苹，姚富国，付华清，
申请(专利权)人：山东京韵泰博新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：