[發明專利]多孔堇青石及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810861864.0
• 申請日: 2018-08-01
• 公開（公告）號: CN108892476A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發明（設計）人: 付爭兵;杜軍;王鋒;丁瑜;楊雄
• 申請（專利權）人: 湖北工程學院
• 主分類號: C04B33/13
• 分類號: C04B33/13;C04B33/32;C04B38/06;B01J21/16
• 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: 李進

本發明提供了一種多孔堇青石及其制備方法和應用，涉及多孔陶瓷材料領域。本發明的多孔堇青石(2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂)的制備方法，以稻谷加工的主要副產物米糠為致孔劑和硅源，包括以下步驟：將米糠、高嶺土(2SiO₂·Al₂O₃·2H₂O)、氧化鎂(MgO)和任選地二氧化硅(SiO₂)的混合物進行球磨和壓制，然后將壓制后的產物進行燒結，得到多孔堇青石。本發明有效利用了產量巨大的米糠，提高了米糠的利用率和經濟效益。此制備工藝簡單，易于實施，所制得的多孔堇青石具有顯氣孔率高，抗彎強度大和熱膨脹系數小等特點，適合作為催化劑的載體應用于催化劑領域。

技術領域

本發明涉及多孔陶瓷材料領域，尤其是涉及一種多孔堇青石及其制備 方法和應用。

背景技術

多孔堇青石是一種硅酸鹽礦物，其化學式為2MgO·2Al₂O₃·5SiO₂，可含 有Na、K、Ca、Fe、Mn等元素及H₂O，具有熱膨脹系數小，耐火性好， 抗震性強，化學性質穩定和顯氣孔率高等特點，被廣泛應用于空氣凈化和 催化劑等領域。

目前常用的多孔堇青石制備方法是以天然礦物為原料，加入致孔劑在 高溫條件下燒結而成，但是此種方法燒成溫度高，且是以不可再生資源為 原料。還有一種方法是以正硅酸乙酯為硅源，采用凝膠-溶膠法通過高溫燒 結來得到堇青石，然而此種方法所用原料價格昂貴，合成過程也較復雜， 難以實用化。

因此有必要尋找一種成本低、合成工藝簡單的多孔堇青石的制備工藝。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種多孔堇青石的制備方法，以緩解現 有技術中存在制備成本高和合成工藝復雜的技術問題。

本發明的第二個目的在于提供上述多孔堇青石制備方法制備的多孔堇 青石。

本發明的第三個目的在于提供上述多孔堇青石在催化劑載體的應用。

為了解決上述技術問題，特采用以下技術方案：

根據本發明的一個方面，本發明提供的一種多孔堇青石的制備方法， 包括以下步驟：將米糠、高嶺土、氧化鎂和任選地二氧化硅的混合物進行 球磨和壓制，然后將壓制后的混合物進行燒結，得到多孔堇青石；米糠占 米糠、高嶺土、氧化鎂和二氧化硅總質量的質量百分比為3.0～13.0％，優選 為9.6％。

作為進一步優選技術方案，高嶺土占米糠、高嶺土、氧化鎂和二氧化 硅總質量的質量百分比為72.0～77.0％，優選為74.0％；

優選地，氧化鎂占米糠、高嶺土、氧化鎂和二氧化硅總質量的質量百 分比為11.0～14.0％，優選為11.4％；

優選地，二氧化硅占米糠、高嶺土、氧化鎂和二氧化硅總質量的質量 百分比為0～8.0％且不包括0，優選為5.0％。

作為進一步優選技術方案，米糠經過預處理，預處理包括：水洗、酸 洗、再次水洗和干燥；

優選地，酸為鹽酸、醋酸、草酸和硫酸，酸優選為鹽酸，鹽酸優選質 量分數為10％。

作為進一步優選技術方案，球磨時間為2～5h，優選為3h。

作為進一步優選技術方案，壓制壓力為14～16MPa，優選為15MPa。

作為進一步優選技術方案，首先將壓制后的混合物升溫至280～350℃進 行保溫，然后繼續升溫至1250～1350℃進行保溫；優選地，首先將壓制后的 混合物升溫至300℃進行保溫，然后繼續升溫至1300℃進行保溫；