[發明專利]一種多孔納米陶瓷材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710913016.5
• 申請日: 2017-09-30
• 公開（公告）號: CN107602092B
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 陳興建
• 申請（專利權）人: 永州明睿陶瓷科技有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B38/02
• 代理公司: 贛州捷信協利專利代理事務所(普通合伙) 36141
• 代理人: 劉花

本發明公開了一種多孔納米陶瓷材料的制備方法，該工藝利用球磨、真空干燥過篩等步驟制備氧化釔粉末，利用加壓高溫輥煉制備陶瓷材料基底，通過微波水解分散、雙螺桿擠出、塑性、干壓、定型得到多孔納米陶瓷材料。制備而成的多孔納米陶瓷材料，其耐壓耐腐蝕，具有較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及納米材料這一技術領域，特別涉及到一種多孔納米陶瓷材料的制備方法。

背景技術

多孔陶瓷材料是以剛玉砂、碳化硅、堇青石等優質原料為主料、經過成型和特殊高溫燒結工藝制備的一種具有開孔孔徑、高開口氣孔率的一種多孔性陶瓷材料、具有耐高溫，高壓、抗酸、堿和有機介質腐蝕，良好的生物惰性、可控的孔結構及高的開口孔隙率、使用壽命長、產品再生性能好等優點，可以適用于各種介質的精密過濾與分離、高壓氣體排氣消音、氣體分布及電解隔膜等。多孔陶瓷材料一般由金屬氧化物、二氧化硅、碳化硅等經過高溫煅燒而成，這些材料本身具有較高的強度，煅燒過程中原料顆粒邊界部分發生融化而粘結，形成了具有較高強度的陶瓷。多孔陶瓷的重要特征是具有中較多的均勻可控的氣孔。氣孔有開口氣孔和閉口氣孔之分，開口氣孔具有過濾、吸收、吸附、消除回聲等作用，而閉口氣孔則有利于阻隔熱量、聲音以及液體與固體微粒傳遞。用作過濾材料的多孔陶瓷材料具有較窄的孔徑分布范圍和較高的氣孔率與比表面積，被過濾物與陶瓷材料充分接觸，其中的懸浮物、膠體物及微生物等污染物質被阻截在過濾介質表面或內部，過濾效果良好。多孔陶瓷過濾材料經過一段時間的使用后，用氣體或者液體進行反沖洗，即可恢復原有的過濾能力。多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。被覆催化劑后，反應流體通過泡沫陶瓷孔道，將大大提高轉化效率和反應速率。由于多孔陶瓷具有比表面積高、熱穩定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特點，作為汽車尾氣催化凈化器載體已被廣泛使用除了作催化劑載體外，它還可以作為其它功能性載體，例如藥劑載體、微晶載體、氣體儲存等。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種多孔納米陶瓷材料的制備方法，該工藝利用球磨、真空干燥過篩等步驟制備氧化釔粉末，利用加壓高溫輥煉制備陶瓷材料基底，通過微波水解分散、雙螺桿擠出、塑性、干壓、定型得到多孔納米陶瓷材料。制備而成的多孔納米陶瓷材料，其耐壓耐腐蝕，具有較好的應用前景。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種多孔納米陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將氧化釔2-4份和七甲氧基三硅氧烷2-5份混合，球磨20-24小時，然后在電熱真空干燥箱中170-180℃溫度下連續干燥，完全干燥后在惰性氣體氣流中過篩，密封備用；

(2)將剛玉砂10-15份、碳化硅7-11份、二氧化硅2-6份、硫酸鈦1-3份、鎂粉1-2份、鋁粉1-3份、聚乙烯醇4-8份混合注入高溫輥煉爐中進行加壓輥煉，反應溫度為1200-1300℃，壓強為3-5MPa,持續反應2h，然后加入步驟(1)制備的氧化釔混合物粉末1-3份、起泡劑3份，持續攪拌30min，然后自然降壓降溫至常壓500℃，保溫備用；

(3)將步驟(2)得到的輥煉混合物注入微波加熱器進行微波勻質水解分散；

(4)將步驟(3)的混合物注入雙螺桿擠出機擠出、塑性、干壓和定型、即得成品。

優選地，所述步驟(1)中的惰性氣體為氬氣。

優選地，所述步驟(1)中的過篩孔徑為6000目。

優選地，所述步驟(2)中的起泡劑為兩性起泡劑和非離子起泡劑摩爾質量比1:1混合物。

優選地，所述步驟(3)中的微波水熱溫度為580-620℃，微波時間為75-90min。

優選地，所述步驟(4)中的干壓參數為：25-35Mpa。

優選地，所述步驟(4)中的螺桿溫度為220-260℃，螺桿轉速為150-180轉/分鐘。