【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于陶瓷成型，具体涉及一种预处理凝胶微球和陶瓷微球及其制备方法。
技术介绍
1、陶瓷微球一般指粒径为微米级的无机非金属多晶球体或近似球体，有实心、空心和多孔微球等形式，被广泛应用于军工、医药、化工、环保、核技术等行业。陶瓷微球的制备方法一般是先采用溶胶凝胶法制备出凝胶微球，然后将凝胶微球进行洗涤、干燥和焙烧，获得陶瓷微球。
2、例如专利申请文件cn111243770a公开了一种单分散二氧化铀微球的制备方法，包括以下步骤：(1)-(4)采用溶胶凝胶法制备凝胶微球；(5)使用摩尔浓度为0.5mol/l的三氯乙烯连续洗涤步骤(4)的凝胶微球4次，每次洗涤时间为20分钟，再用摩尔浓度为0.5mol/l的氨水和去离子水连续洗涤4次，每次洗涤时间为30分钟；(6)将步骤(5)的凝胶微球在60～80℃的干燥12～24小时，得到干燥微球；(7)将干燥微球在500～600℃的空气气氛下焙烧5～7小时，得到uo3微球，然后在还原性气氛中，700～800℃下还原2～8小时，还原性气氛为氢气和氩气的混合气体，氢气和氩气的比例为1:(4～5)，得到uo2微球，最后在1600～1700℃，纯氢气气氛下烧结5～8小时，得到致密的二氧化铀微球。
3、但干燥后的凝胶微球和最终得到的陶瓷微球容易开裂，陶瓷微球开裂后变成没有强度的陶瓷粉体，无法满足应用需求，只能废弃。研究者们对凝胶微球和陶瓷微球的开裂问题进行了研究。马建伟[1]在凝胶干燥过程中使用环氧丙烷，使凝胶孔径趋于均匀，获得了常压干燥的al2o3气凝胶。梁晨[2]用具有疏水作
4、从以上现有技术来看，为了防止凝胶微球的收缩和开裂，从而保持陶瓷微球的结构，基本是从以下几方面入手：(1)增强凝胶的机械强度；(2)增大凝胶的孔径；(3)减少水洗过程中液相的表面张力；(4)采用使气液界面消失的超临界干燥技术；(5)采用冷冻干燥法蒸发溶剂；(6)使水洗过程中的凝胶表面疏水。
5、但以上现有技术中，冷冻干燥法虽然可避免气液界面，但在溶剂的冷冻点处会产生破坏凝胶结构的不连续密度过渡区，且在低温下溶剂从凝胶升华是一个慢的传质过程，溶剂结晶会破坏凝胶结构，最终得到凝胶结构是被破坏的凝胶结构的凝胶粉体。而超临界干燥技术虽然可以获得无开裂的凝胶微球，但该方法步骤繁琐、成本高。采用其他几种方法虽然也能减少凝胶微球的开裂，但效果不够显著，仍有进一步优化的空间。
6、[1]马建伟.常压干燥溶胶-凝胶法制备al2o3气凝胶[d].天津大学,2009.
7、[2]武志刚.zro2和zro2-sio2复合氧化物气凝胶的制备、表征及其应用[d].山西大学,2004.
8、[3]梁晨.氧化锆气凝胶多孔材料的制备及性能研究[d].哈尔滨工业大学,2015.
9、[4]zhang l,xu j,sun l,et al.zirconium oxide aerogel for effectiveenrichment of phosphopeptides with high binding capacity[j].analytical andbioanalytical chemistry,2011,399:3399-3405.
技术实现思路
1、本专利技术是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的：溶胶凝胶法制备的凝胶微球的有机物含量高，需要进行洗涤处理，洗涤处理中水洗处理会使凝胶微球受到的毛细管力变大，导致凝胶微球的平均孔径和孔容变小，从而使后续焙烧过程中有机物氧化分解的气体无法从微球内逸出，导致微球内部压力过大而开裂。因此，有必要对凝胶微球的干燥工艺进行优化。
2、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种预处理凝胶微球和陶瓷微球及其制备方法。
3、本专利技术实施例的预处理凝胶微球的制备方法，包括以下步骤：
4、s1、将洗涤处理后或第一次干燥处理后的凝胶微球放入第一浸泡液中进行浸泡处理，所述第一浸泡液包括丙二醇甲醚、二噁烷、呲啶和乙醇中的至少一种；
5、s2、对浸泡在第一浸泡液中的凝胶微球进行第二次干燥处理，得到预处理凝胶微球。
6、本专利技术实施例的预处理凝胶微球的制备方法带来的优点和技术效果为：
7、(1)处理对象是洗涤处理后的凝胶微球或者是第一次干燥处理后的凝胶微球，这些凝胶微球在后续焙烧过程中有开裂的风险，本专利技术实施例的预处理凝胶微球的制备方法就是通过对该处理对象进行预处理，预防后续焙烧过程中的开裂问题；
8、(2)步骤s1采用第一浸泡液作为浸泡液来浸泡洗涤处理或第一次干燥处理后的凝胶微球，第一浸泡液包括丙二醇甲醚、二噁烷、呲啶和乙醇中的至少一种，由于第一浸泡液表面张力小、饱和蒸发压小且能与水互溶，所以可以利用凝胶微球的溶胀性增大其孔道结构，即第一浸泡液分子会进入到凝胶微球高分子链的空隙中，增大链段间的体积，从而使凝胶微球体积膨胀，孔道结构变大；
9、(3)步骤s2将浸泡在第一浸泡液中的凝胶微球进行第二次干燥处理，是为了减小凝胶微球在干燥过程中受到的表面张力，从而最大限度地维持凝胶微球溶胀后的孔道结构；
10、(4)相对于洗涤处理后或第一次干燥处理后的凝胶微球，本专利技术实施例的预处理凝胶微球的制备方法得到的预处理凝胶微球具有较大的孔道结构和比表面积，后续焙烧过程中有机物氧化分解的气体容易从预处理凝胶微球内逸出，预处理凝胶微球不会因为内部压力过大而导致破裂，从而得到表面光滑无开裂的致密陶瓷微球；
11、(5)本专利技术实施例的预处理凝胶微球的制备方法简单可行，适用性强，便于工业生产的推广应用。
12、在一些实施例中，步骤s1中，所述浸泡处理的温度为20～25℃，时间为12～24h。
13、在一些实施例中，步骤s2中，所述第二次干燥处理的方式为远红外干燥和/或真空干燥。
14、在一些实施例中，步骤s2中，所述真空干燥的真空度维持在-0.08～-0.1mpa。
15、在一些实施例中，步骤s2中，所述第二次干燥处理的温度为60～80℃，时间为12～48h。
16、在一些实施例中，步骤s2中，所述浸泡处理后，将所述凝本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述浸泡处理的温度为20～25℃，时间为12～24h。
3.根据权利要求1所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二次干燥处理的方式为远红外干燥和/或真空干燥。
4.根据权利要求3所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述真空干燥的真空度维持在-0.08～-0.1MPa。
5.根据权利要求3所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二次干燥处理的温度为60～80℃，时间为12～48h。
6.根据权利要求1所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述浸泡处理后，将所述凝胶微球和所述第一浸泡液分离，再将所述凝胶微球浸泡到第二浸泡液中，所述第二浸泡液包括丙二醇甲醚、二噁烷、呲啶和乙醇中的至少一种；然后对浸泡在第二浸泡液中的凝胶微球进行所述第二次干燥处理，得到所述预处理凝胶微球。
7.一种预处理凝胶微球，其特
8.一种陶瓷微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将权利要求7所述的预处理凝胶微球在氧化气氛中进行焙烧处理，得到陶瓷微球。
9.根据权利要求8所述的陶瓷微球的制备方法，其特征在于，所述焙烧处理的升温速率不超过1℃/min；和/或，所述焙烧处理分阶段进行：先在190～210℃条件下保温4～6h，然后在270～290℃条件下保温2～4h，再在350～370℃条件下保温4～6h，最后在390～410℃条件下保温2～4h。
10.一种陶瓷微球，其特征在于，由权利要求8或9所述的制备方法获得。
...【技术特征摘要】
1.一种预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述浸泡处理的温度为20～25℃，时间为12～24h。
3.根据权利要求1所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述第二次干燥处理的方式为远红外干燥和/或真空干燥。
4.根据权利要求3所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述真空干燥的真空度维持在-0.08～-0.1mpa。
5.根据权利要求3所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述第二次干燥处理的温度为60～80℃，时间为12～48h。
6.根据权利要求1所述的预处理凝胶微球的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述浸泡处理后，将所述凝胶微球和所述第一浸泡液分离，再将所述凝胶微球...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐瑞，黄治文，闫德轩，马景陶，邓长生，郝少昌，赵兴宇，李建军，刘兵，唐亚平，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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