一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体，该蜂窝体的原料质量份数配比如下：沸石粉40～60份，凹凸棒土20～40份，羟乙基纤维素2～5份，硬脂酸0.6～1.2份，甘油0.5～1份，陶瓷纤维10～15份，还包括上述原料总质量20%～35%的水。将天然沸石和凹凸棒土经粉碎和焙烧活化处理后，加入其余辅料，充分搅拌后再经过真空炼制、捏合和陈腐处理得到可塑性泥料，再经过模具挤出成型、湿坯体切割、干燥、焙烧，最终得到蜂窝体成品。该蜂窝体比表面积大、机械强度好、化学性质稳定；生产工艺简便，产品成本低廉，便于推广；适合负载光催化薄膜用于处理废水和废气，对热膨胀系数和抗热冲击要求不高。

【技术实现步骤摘要】
—种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体及其制备方法
本专利技术涉及一种蜂窝体及其制备方法，尤其是以沸石和凹凸棒土为主要原料复合基的蜂窝体及其制备方法。
技术介绍
多孔陶瓷具有比表面积大、化学稳定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特点，也具有良好的吸附能力和活性，最典型的是蜂窝陶瓷。在负载催化剂后，反应流体通过其孔道起到吸附、富集作用，从而提高催化效率和反应速率。蜂窝陶瓷除广泛用于汽车尾气催化净化器载体外，还被用作其它催化剂的载体，用于处理各种废气和废水。用于汽车尾气催化净化的蜂窝陶瓷载体需要低热膨胀系数和高抗热震性，因此对原料纯度和制作工艺的要求很严，有关报道比较多。如CN200710020618.4公开了一种堇青石蜂窝陶瓷及制备方法，提供了无机粉料配方、有机添加剂配方和制作工艺等，制得的堇青石质蜂窝陶瓷具有热膨胀系数低、坯体强度大、孔密度高、薄壁等特点，适用做汽车尾气催化净化三元催化剂载体。天然沸石是火山熔岩形成的一种架状结构的铝硅酸盐矿物，表面多沟槽，具有独特的吸附性、催化性、离子交换性等。有人以沸石粉作为载体制得的Mn02、Fe203、Zn0、Cu0负载型催化剂，对臭氧氧化反应有催化作用，处理染料废水的效果也较好，具有较高的实用价值。如CN101952224B公开了 一种沸石基蜂窝体，其特征是沸石基蜂窝体的制造方法，特别适合用于发动机排气处理。又如CN200610053370公开了一种以天然沸石为主要原料的蜂窝状催化剂载体的制作工艺，制备工艺简单，费用、能耗低，载体成品有良好的吸附性能及金属阳离子交换性能，可大大降低催化剂活性组分中的稀贵金属的使用量，提高催化转化率。但随着天然沸石开采量的激增，为了保证资源不被耗竭，人们需要考虑是否有其他材料可以利用以制作蜂窝体。凹凸棒土在我国资源丰富，其内部多孔道，比表面大，能吸附大部份阳离子、水分子和一定大小的有机分子。据报道，采用凹凸棒土为载体，加载钛氧化物可制成能重复使用的固体催化剂，用它催化处理人工模拟废水取得较好效果。另有报道，用凹凸棒土负载TiO2光催化剂制成直径为6~8_球形颗粒，可使多种染料脱色。但至今未发现用凹凸棒土单独或参与其他无机材料中制备蜂窝体的报道，在本领域内尚处于空白阶段。
技术实现思路
本专利技术提出，旨在通过加入化学吸附力更强、粘性更大的凹凸棒土，一是可以增大复合蜂窝体的吸附功能、提高负载光催化薄膜的能力；二是有利于提高蜂窝体原料间结合的紧密度，从而提高产品的抗压强度；三是为合理开发利用凹凸棒土资源提供依据。要解决的技术问题主要是原料种类、配比以及合理的制作工艺。技术方案:为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案:一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体，该蜂窝体的原料质量份数配比如下:沸石粉40~60份，凹凸棒土 20~40份,轻乙基纤维素2~5份,硬脂酸0.6~1.2份,甘油0.5~1份，陶瓷纤维10~15份。制备时还包括上述原料总质量20%~35%的水与上述材料进行混合搅拌后再成型。一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体的制备方法，将天然沸石和凹凸棒土经粉碎和焙烧活化处理后，加入羟乙基纤维素、硬脂酸、甘油、陶瓷纤维和水，充分搅拌后再经过真空炼制、捏合和陈腐处理得到可塑性泥料，再经过模具挤出成型、湿坯体切割、干燥、焙烧，最终得到蜂窝体成品。羟乙基纤维素为粘结剂，增加原料之间的粘合力和成型性能；硬脂酸为润滑剂，提高粉料粒子件的流动性；甘油为增塑剂，提高粉料的可塑性、柔软性和保型性；陶瓷纤维能提高产品的机械强度。进一步的，在本专利技术中，所述陶瓷纤维的直径为3~5 μ m、长50~100mm。进一步的，在本专利技术中，将天然沸石与凹凸棒土粉碎至200目以上、并按照40~60: 20~40的质量比混合,然后以I~6mol/L的盐酸或硫酸溶液浸泡4~6h,再用I~3mol/L的NaOH溶液中和，洗涤至中性，于300~600°C温度下焙烧I~2h活化。进一步的，在本专利技术中，在0.085~0.095MPa真空度下进行真空炼制、捏合。进一步的，在本专利技术中，可塑性泥料在环境温度为10~30°C、空气相对湿度20%~90%的环境下放置时间 为3~4天后再用模具挤出成型。进一步的，在本专利技术中，模具的截面形状为圆形或方形，其中圆形模具的圆面直径为30~300mm，方形模具的边长为40~200mm ;模具的孔为方孔且孔密度为31孔/cm2或62孔/cm2或93孔/cm2,孔壁厚小于0.16mm。进一步的，在本专利技术中，将可塑性泥料通过模具由螺杆挤出成型、湿坯体再横向切害I]，切割的坯体长度为4~60mm。进一步的，在本专利技术中，采用射频干燥法将湿坯体变为干坯体。射频干燥法能精确控制干燥过程中的温度及湿度。进一步的，在本专利技术中，将干坯体置于窑炉内按照下述过程进行升温焙烧:先以15~40°C/ h升温至200°C~250°C保持I~2h，然后以30~70°C / h升温至350°C~400°C保持2~3h，再以50~80°C / min升温至580°C~650°C并保持4~7h，最后自然冷却至60°C以下，蜂窝体成品出炉。有益效果:本专利技术基于天然沸石和凹凸棒土为主要原料，辅以羟乙基纤维素、硬脂酸、甘油、陶瓷纤维和水，充分搅拌后再经过真空混炼、捏合和陈腐处理得到可塑性泥料，再经过模具挤出成型、湿坯体切割、干燥、焙烧，最终得到蜂窝体成品。该蜂窝体比表面积大、机械强度好、化学性质稳定；本专利技术所用的凹凸棒土在我国资源丰富，和天然沸石一起作为主要原料，相比于以往仅以天然沸石为主要原料的生产方法，可以降低天然沸石的使用量，避免天然沸石原料的过渡开采，且本方法相比于现有的蜂窝陶瓷载体而言生产工艺比较简便，因此产品的成本比较低廉，便于推广；本专利技术产品适合采用涂覆、浸溃等方法负载各种催化剂，特别适合负载光催化薄膜用于处理废水和废气，对热膨胀系数和抗热冲击要求不高等场合。【具体实施方式】一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体，该蜂窝体的原料质量份数配比如下:沸石粉40~60份，凹凸棒土粉20~40份,轻乙基纤维素2~5份,硬脂酸0.6~1.2份，甘油0.5~1份，陶瓷纤维10~15份，还包括上述原料总质量20%~35%的水。上述一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体的制备方法如下:(I)主体原料制备产品的主体原料为天然沸石和凹凸棒土。天然沸石的化学式为[(Na,K)x(Mg, Ca, Sr, Ba)y(Alx+2ySin_(x+2y)02n) ^mH2O],其化学组成质量百分数为=SiO2为60%~70%, Al2O3为10%~20%, Fe2O3为1%~2%, TiO2为1%~3%, CaO为2%~8%，K2O为1%~3%，MgO为3%~8%，其它微量成分为2%~6%。凹凸棒土的化学式为[Mg5Si8O2tl(OH)2(OH2)4.4Η20]，其化学组成为:Si02为60%~70%, MgO 为 8% ~17%, Al2O3 为 5% ~10%, CaO 为 0.5% ~1%，TiO2 为 0.4% ~1%，Fe203+Fe0为2%~6%，Na2O为0.3%~L 6%, K2O为0.4%~L 8%,其它微量成分为1%~5%。主体原料的预处理方案:将天然沸石和凹凸棒土粉碎均至200目以上，按照质量份数取沸石粉40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体，其特征在于：该蜂窝体的原料质量份数配比如下：沸石粉40～60份，凹凸棒土粉20～40份，羟乙基纤维素2～5份，硬脂酸0.6～1.2份，甘油0.5～1份，陶瓷纤维10～15份。

【技术特征摘要】
1.一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体，其特征在于:该蜂窝体的原料质量份数配比如下:沸石粉40~60份，凹凸棒土粉20~40份，羟乙基纤维素2~5份，硬脂酸0.6~1.2份，甘油0.5~1份,陶瓷纤维10~15份。2.如权利要求1所述的一种沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体的制备方法，其特征在于:将天然沸石和凹凸棒土经粉碎和焙烧活化处理后，加入羟乙基纤维素、硬脂酸、甘油、陶瓷纤维和水，充分搅拌后再经过真空炼制、捏合和陈腐处理得到可塑性泥料，再经过模具挤出成型、湿坯体切割、干燥、焙烧，最终得到蜂窝体成品。3.如权利要求2所述沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体的制备方法，其特征在于:所述陶瓷纤维的直径为3~5 μ m、长50~100mm。4.如权利要求2所述沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体的制备方法，其特征在于:将天然沸石与凹凸棒土粉碎至200目以上、并按照40~60: 20~40的质量比混合，然后以I~6mol/L的盐酸或硫酸溶液浸泡4~6hr，再用I~3mol/L的NaOH溶液中和，洗涤至中性，于300~600°C温度下焙烧I~2h。5.如权利要求2所述沸石和凹凸棒土复合基蜂窝体的制备方法，其特征在于:在0.085~0.095MPa真空度下进行真空炼制、捏合。6.如权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志斌，孔德双，孔令仁，
申请(专利权)人：江苏高淳陶瓷实业有限公司，
类型：发明
国别省市：