[發明專利]一種利用廢棄水泥制備納米硅材料的方法及產品

有效

• 申請號: 201710659531.5
• 申請日: 2017-08-04
• 公開（公告）號: CN107324347B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 朱潤良;陳情澤;傅浩洋;朱建喜;何宏平
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12;B82Y30/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李佳

本發明提供了一種利用廢棄水泥制備納米硅材料的方法及產品。廢棄水泥為水泥的水化產物，該方法包括以下步驟：將廢棄水泥粉末進行灼燒并冷卻，然后將灼燒后的廢棄水泥粉末與可作為吸水劑的固體銨鹽混勻，然后加入濃酸混勻后加熱蒸干并洗滌以制備納米二氧化硅。制備所得納米硅材料具有大的比表面積、多級孔結構，有望應用在環境修復和能量儲存等領域。該方法簡單、高效、成本低，制備周期短，有利于納米硅的規模化制備。本發明為廢棄水泥的資源化利用提供了新方法，又為納米硅材料的制備提供了新思路。

技術領域

本發明涉及無機納米硅材料制備及固廢資源綜合利用領域，且特別涉及一種利用廢棄水泥制備納米硅材料的方法及產品。

背景技術

水泥作為人類活動中生產和使用最多的工程材料，被廣泛應用于建筑、橋梁、道路等方面，為人類社會的發展和福利做出了巨大貢獻。同時，水泥的廣泛使用也產生了大量的廢棄水泥。有數據顯示，預計到2020年我國產生的廢棄水泥量將達到20億噸。如果對廢棄水泥處置不當，不僅會對環境造成影響，而且是對資源的浪費。目前，廢棄水泥的處理處置主要是填埋或者回收再利用。例如，使用廢棄水泥為原料，采用一定的工藝來制備再生集料或再生水泥，但目前廢棄水泥的再生利用率較低。目前廢棄水泥處理處置方法較少，現有方法制備的衍生材料附加值不高，因此，進一步開發廢棄水泥的資源化利用方法仍然十分必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用廢棄水泥制備納米硅材料的方法及產品，以解決利用廢棄水泥制備的衍生材料附加值不高的問題。

本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。

本發明提供了一種利用廢棄水泥制備納米硅材料的方法，廢棄水泥為水泥的水化產物，包括以下步驟：將廢棄水泥粉末進行灼燒并冷卻，然后將灼燒后的廢棄水泥粉末與可作為吸水劑的固體銨鹽混勻，然后加入濃酸混勻后加熱蒸干并洗滌以制備納米二氧化硅。

本發明還提供了上述方法制備得到的產品。

本發明實施例的利用廢棄水泥制備納米硅材料的方法及產品的有益效果是：以廢棄水泥為原料，先灼燒，然后選擇性酸洗、脫水得到納米二氧化硅，然后經過金屬熱還原和再酸洗，可制備納米硅材料。制備所得納米硅材料具有大的比表面積、多級孔結構，有望應用在環境修復和能量儲存等領域。該方法簡單、高效、成本低，制備周期短，原材料選擇范圍大，有利于納米硅的規模化制備，很容易實現工業化推廣和應用。

本發明的方法制備的納米硅材料具有大的比表面積(最高可達約110m²/g)和孔體積(最高可達約0.64cm³/g)、多級孔結構(介孔和大孔)，有望應用在環境修復和能量儲存等領域。

本發明的方法可以變廢為寶，為廢棄水泥的資源化利用提供了新方法，又為納米硅材料的制備提供了新思路。

附圖說明

圖1是實施例1制備得到的納米二氧化硅的X射線衍射圖。

圖2是實施例1制備得到的納米二氧化硅的掃描電子顯微鏡圖。

圖3是實施例1制備得到的納米硅材料的X射線衍射圖。

圖4是實施例1制備得到的納米硅材料的Si 2p高分辨X射線熒光光譜圖。

圖5是實施例1制備得到的納米硅材料的掃描電子顯微鏡圖。

圖6是實施例1制備得到的納米硅材料的氮氣吸脫附曲線。

圖7是實施例1制備得到的納米硅材料的孔徑分布圖。

具體實施方式