[發明專利]一種復合陶瓷及制備方法和提硒應用

在審

• 申請號: 201910571119.7
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110317075A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 吳杰義;張濤;邱智偉;周豪;岳學杰;徐吉成;邱鳳仙
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B41/85;C04B33/132;B01J20/08;B01J20/28;B01J20/30
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本發明屬于陶瓷材料技術領域，涉及復合陶瓷，尤其涉及一種復合陶瓷及制備方法和提硒應用。本發明所述復合陶瓷，是以多孔陶瓷為載體，多孔氧化鋁和低價銅為活性組分負載于多孔陶瓷表面，對亞硒酸根具有吸附和還原效應。本發明以廢棄固體建筑物?磚渣為原料，通過造孔、表面功能化和晶體生長，通過對建筑廢棄物的二次利用，創造新的資源，有利于改善建筑垃圾存在的環境問題，促進環境友好型和資源節約型社會的建設發展。本發明制備技術可控、成本低廉和環境友好，制備的復合陶瓷材料孔結構豐富、比表面積大、表面反應活性高、吸附能力強，在多孔陶瓷材料和稀有元素分離領域有著重要的應用價值。具有分離效率高、成本低廉和節能環保的優點。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料技術領域，涉及復合陶瓷，尤其涉及一種復合陶瓷及制備方法和提硒應用。

背景技術

在自然界，硒具有兩面性，對生物的作用和影響十分巨大。適量濃度的硒具有清除氧化物和自由基的作用，對提高免疫力，延緩衰老和改善健康方面有著重要作用。同時，硒元素對于預防病毒和心腦血管疾病有著重要的作用；但環境中硒濃度過高會導致生物體內硒失調，從而危害生命健康，例如高濃度的硒影響農作物的生長發育，降低產量，導致動物胚胎畸形發育甚至死亡。此外，硒是很多半導體材料的前驅體，在能源和光電領域有著不可替代的地位。因此，開發高效、環保和安全的提硒工藝對生物醫學、光電產業和能源領域的發展都有著重要的意義，也是化工分離領域亟待解決的關鍵問題。

目前，硒分離的方法主要包括：電解法、生物分離法、氧化還原法和吸附/離子交換法等。因回收率高，電解法是商業上較為常見工藝，但存在能效高、純度低和污染大等缺點。生物分離法具有環保和低能耗的優點，但對溫度要求苛刻，處理速度慢，從而限制其在工業上的應用。氧化還原法對高濃度的硒具有良好的分離效果，但是對于低濃度的硒分離效率較低。因操作簡便和環境友好，吸附/離子交換法適合從分離低濃度的硒，具有良好的應用前景。因此，開發兼具氧化還原和吸附功能的碲分離工藝和材料顯得尤為重要，具有重大的科學、經濟和社會價值。

本發明提供公開一種環保型提硒復合陶瓷材料及其制備方法，以廉價的磚渣為原料、多孔氧化鋁和低價銅為活性組分，制備高比表面積和分離能效的提硒復合陶瓷材料。分離過程中，磚渣中的多孔陶瓷和氧化鋁陶瓷具有良好的硒吸附效果，而低價銅對硒具有很強的還原效果，吸附和還原之間的協同效應，使該材料具有較高的硒分離能效。

發明內容

針對上述現有技術中存在的不足，本發明的目的是公開一種復合陶瓷材料，該材料是以廢棄磚渣為載體，多孔氧化鋁和低價銅為活性組分，對亞硒酸根具有吸附和還原的協同效應。

技術方案：

一種復合陶瓷，是以多孔陶瓷為載體，多孔氧化鋁和低價銅為活性組分負載于多孔陶瓷表面，對亞硒酸根具有吸附和還原效應。

本發明較優公開例中，所述多孔陶瓷為改性磚渣，與復合陶瓷的質量比為1：4～1：2，具有多孔結構，比表面積為125m²/g以上。

本發明較優公開例中，所述多孔氧化鋁為γ-Al₂O₃，與復合陶瓷材料的質量比為1：6～1：3；所述低價銅為納米銅單質和納米氧化亞銅中的一種或者兩種組合，與復合陶瓷的質量比為1：6～1：3。

本發明第二個目的，在于公開了上述復合陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

A.收集建筑固體廢棄物磚渣，對其進行機械粉碎、研磨、過篩后，得粒徑小于60μm的磚渣粉末；按磚渣粉末與酸溶液的固液比為20～100g/L計，將磚渣粉末浸漬在酸溶液中3～5ｈ，取出洗滌，再次浸漬到酸溶液中6～15h，重復浸漬-洗滌5～10次，以溶解氧化鐵，形成多孔結構，抽濾，蒸餾水洗至中性后，乙醇洗滌2～6次，60～80℃干燥12～24h，得預處理陶瓷材料；