[發明專利]一種加速沸石類多孔粉末材料吸水速率的方法以及表征方法

有效

• 申請號: 201810136321.2
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108398367B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 張君;丁小平
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明涉及加速沸石類多孔粉末吸水速率的方法和一種簡單易行的吸水速率表征手段。所述加速沸石類多孔粉末吸水速率的方法中添加了硅聚醚類表面活性劑。所述多孔粉末吸水飽和表征方法為采用流變儀測定多孔粉末材料加入水中后扭矩隨時間的變化，當扭矩出現明顯拐點時，則認為多孔粉末材料吸水飽和。本發明提出的添加硅聚醚類表面活性劑可以縮短沸石類多孔粉末材料從開始吸水到飽和的時間，從而提高實際應用效率。本發明提出的多孔粉末吸水飽和表征方法可操作性強、便于標準化、可重復性強，可用于多孔粉末吸液速率及其技術指標檢測。

技術領域

本發明屬于吸水材料技術領域，涉及一種加速沸石類多孔粉末材料吸水速率的方法和一種簡單易行的粉末材料吸水飽和表征方法。

背景技術

多孔粉末因其具有極強的吸附、吸濕和過濾等特性，在工業和生活中有非常廣泛的應用。以沸石粉為例，沸石是一種含有水架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，最早發現于1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提(Cronstedt)發現有一類天然鋁硅酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象，因此命名為沸石(瑞典文：zeolit)。沸石含水量與外界溫度及水蒸氣的壓力有關，加熱時水分可慢慢逸出，但并不破壞其結晶構造。晶體結構中有許多空腔(籠)和連接空腔的通道，水分子位于其中，可由通道運輸。晶體和集合體形態及解理隨著晶體結構的不同而異，一般呈淺色，玻璃光澤，硬度3～3.5，比重2.0～2.4。沸石可以吸取和過濾其他物質的分子，常用于吸附劑、干燥劑、催化劑、洗滌劑、污水處理、土壤改良劑、飼料添加劑等。在水泥基材料領域，沸石粉等多孔粉末材料可以通過預吸水摻入水泥基材料中，使之既能在水泥基材料干燥過程中不斷提供水分，降低其自收縮與干燥收縮，又不會造成水泥基材料強度的明顯降低。在實際工程應用中，使用沸石粉時，通常將沸石粉與水攪拌后放置3天以上，使沸石粉充分飽水，使用效率低，因此需要加快沸石粉吸水速率并有簡單易行的表征方法。目前關于吸水速率的表征方法多采用一定時間內多次稱重的方法，適用于尺寸較大固體塊狀材料。但固體粉末材料不同于塊狀材料，粉末材料放入水中就不能再拿出，因此現有稱重法難以用于快速表征固體粉末材料的吸水速率，需要尋找簡單易行的表征方法。

發明內容

為了彌補上述現有技術的不足，本發明提供了一種加速沸石類多孔粉末吸水速率的添加材料及簡單易行的吸水飽和表征方法。

一種加速沸石類多孔粉末材料吸水速率的方法，包括以下步驟：

1)分別稱量沸石類多孔粉末材料和水；

2)在水中加入加速吸水材料；

3)將沸石類多孔粉末與水混合并攪拌均勻。

按上述方案，步驟2)中加速吸水材料為硅聚醚類表面活性劑，其使用量為水質量的4％～10％。

進一步地，上述多孔粉末材料的吸水飽和表征方法，依次采用下述步驟：

1)將攪拌均勻的多孔粉末和水以及加速吸水材料置于流變儀測筒中；

2)采用流變儀測量扭矩隨時間變化，至扭矩出現明顯拐點為止，從而確定吸水速率。

按上述方案，步驟1)中所用水的質量為多孔粉末飽和吸水量的2～3倍，所述多孔粉末飽和吸水量通過等溫吸附試驗確定。

按上述方案，步驟2)中流變儀測試時槳葉勻速轉動，扭矩出現明顯拐點時間為多孔粉末材料吸水飽和時間。

與現有技術相比，本發明提供一種能夠加速沸石類多孔粉末吸水速率的添加材料及其飽水時刻測定表征方法，添加該材料后使沸石吸水速率明顯加快，縮短了沸石類多孔材料吸水飽和時間，提高實際應用中使用效率。所提供的多孔粉末材料吸水飽和表征方法可量化為標準化操作，利用計算機可以準確記錄攪拌過程中流變儀扭矩的變化，吸水飽和時扭矩出現明顯拐點。測定辦法簡單直觀，可重復性強。為多孔粉末材料吸水速率提供了一種可靠的表征方法。

附圖說明