[發明專利]一種三級多孔陶瓷及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011574931.4
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112592189A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 顏井意;杜建周;江春華;艾多梅;張繼才
• 申請（專利權）人: 福建美士邦精細陶瓷科技有限公司
• 主分類號: C04B35/584
• 分類號: C04B35/584;C04B35/64;C04B38/06;B01D46/00;B01D53/86
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文;錢超

一種三級多孔陶瓷，按質量份數由50?80份氮化硅、5?10份燒結助劑、30?60份粘結劑、2?15份造孔劑和2?15份低溫熔融玻璃粉燒結得到，其中造孔劑采用三種規格，包括60?100μm、30?50μm和1?10μm，分別作為第一級、第二級和第三級的造孔劑，所述第一級、第二級和第三級共同組成三級多孔陶瓷；所述燒結條件是：以2?3℃/min的升溫速率升溫至300?400℃并保溫0.5?2小時，繼續升溫至550?650℃保溫2?4小時，再以1?2℃/min的升溫速率升溫至700?900℃保溫2?6小時，之后自然冷卻至室溫。本發明還公開了三級多孔陶瓷的制備方法以及其在煙氣過濾裝置中的應用。

技術領域

本發明屬于多孔陶瓷領域，具體涉及一種三級多孔陶瓷及其制備方法和應用。

背景技術

傳統工藝中，煙氣的處理包括脫硝、除塵和脫硫，并且這三步相互獨立，煙氣需要先進入到脫硝裝置中處理后，再進入除塵裝置，最后進入脫硫裝置，這種多步操作既增加了成本也浪費了能源，因此需要開發一種單一裝置就能完成脫硝、除塵和脫硫工序的新型技術。

多孔陶瓷具有氣孔率高、強度高、物理化學穩定性好的優點，多孔陶瓷的重要特征是結構體內分布有較多的均勻可控的氣孔，包括開口氣孔和閉口氣孔。通過將催化劑負載在其表面或者將催化劑與其共同燒結的方式可以使催化劑與多孔陶瓷結合，此種方式廣泛應用在煙氣過濾領域。并且通過此種方式得到的符合催化劑的催化效果好、過濾精度高。

發明內容

為解決現有技術中煙氣處理多步操作，增加成本、浪費能源的問題，本發明提供一種三級多孔陶瓷及其制備方法和應用。

本發明采用的方案如下：

一種三級多孔陶瓷，按質量份數由50-80份氮化硅、5-10份燒結助劑、30-60份粘結劑、2-15份造孔劑和2-15份低溫熔融玻璃粉燒結得到，其中造孔劑采用三種規格，包括60-100μm、30-50μm和1-10μm，分別作為第一級、第二級和第三級的造孔劑，所述第一級、第二級和第三級共同組成三級多孔陶瓷；

所述燒結條件是：以2-3℃/min的升溫速率升溫至300-400℃并保溫0.5-2小時，繼續升溫至550-650℃保溫2-4小時，再以1-2℃/min的升溫速率升溫至700-900℃保溫2-6小時，之后自然冷卻至室溫。

作為本發明的一種優選技術方案，所述燒結助劑是氧化鋁、氧化鎂、氧化鋯或氧化釔其中的一種或任意幾種的結合。

作為本發明的一種優選技術方案，所述粘結劑包括PVA溶液或PVB溶液。

作為本發明的一種優選技術方案，所述造孔劑是石墨、稻殼、PMMA微球、淀粉或聚苯乙烯微球。

作為本發明的一種優選技術方案，所述第一級、第二級和第三級的排列順序是第一級、第二級、第三級或第一級、第三級、第二級又或第二級、第一級、第三級。

一種三級多孔陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

A、按質量份數為50-80份氮化硅、5-10份燒結助劑、30-60份粘結劑、2-15份造孔劑和2-15份低溫熔融玻璃粉混合加入到球磨罐中，加入等同于上述原料總質量1.5-2倍的溶劑得到第一級漿料，其中造孔劑的規格為60-100μm，按同樣的質量配比制備第二級和第三級漿料，只是第二級漿料中的造孔劑的規格為30-50μm，第三級漿料中的造孔劑的規格為1-10μm；

B、將步驟A得到的三份漿料球磨8-16小時，取出后在60-100℃的溫度條件下烘干并研磨，得到三份粉料；

C、按照第一級、第二級和第三級的順序將步驟B得到的三份粉料在容器中排列，其中第一級和第二級交界處部分混合、第二級和第三級交界處部分混合；

D、將步驟C得到的混合粉料超聲震蕩5-30分鐘；

E、步驟D得到的混合粉料經壓制成型得到素坯；