[發明專利]一種固廢基多孔陶瓷復合材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110686033.6
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113307654A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 劉開琪;孫廣超;閆明偉;張佳鈺;尚陽陽;陳運法
• 申請（專利權）人: 中科院過程工程研究所南京綠色制造產業創新研究院;中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C04B38/10
• 分類號: C04B38/10;C04B33/135;C04B33/132;C04B33/13;B01J20/22;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種固廢基多孔陶瓷復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：

(1)將固廢粉料制成陶瓷漿料，將陶瓷漿料和催化劑混合，經發泡處理后，進行熟化及熱處理得到固廢基多孔陶瓷；

(2)將步驟(1)得到的固廢基多孔陶瓷浸漬于金屬鹽、尿素及插層陰離子可溶鹽的混合溶液中，經水熱反應得到所述固廢基多孔陶瓷復合材料。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述固廢粉料包括粉煤灰和/或煤矸石細粉，優選為粉煤灰和煤矸石細粉；

優選地，所述粉煤灰和煤矸石細粉的質量比為(1～4):1；

優選地，所述粉煤灰和煤矸石細粉通過球磨預混；

優選地，所述球磨的時間為1～5h；

優選地，所述固廢粉料的D50為0～2μm，但不包括0；

優選地，所述固廢粉料的D90為0～5μm，但不包括0。

3.如權利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述陶瓷漿料還包括多異氰酸酯和多元醇；

優選地，所述固廢粉料、多異氰酸酯和多元醇的質量比為2:(0.8～1.2):(0.8～1.2)；

優選地，所述多異氰酸酯包括二苯基甲烷二異氰酸酯、甲苯二異氰酸酯和多亞甲基多苯基多異氰酸酯中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述多元醇包括聚醚多元醇。

4.如權利要求1-3任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述催化劑包括三乙烯二胺、二甲基環己胺、辛酸亞錫或二月桂酸二丁基錫中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述發泡處理的發泡劑包括水和醇類溶劑；

優選地，所述醇類溶劑包括聚醚多元醇和/或聚乙二醇；

優選地，所述水和所述聚醚多元醇的體積比為1：(1～12.5)；

優選地，所述水和所述聚乙二醇的體積比為1：(1～5)；

優選地，所述發泡處理的時間為8～12s；

優選地，以所述陶瓷漿料的質量為100％計，所述發泡劑的質量為0.01～6％；

優選地，步驟(1)所述熟化的溫度為10～50℃，優選為15～25℃；

優選地，所述熟化的時間為12～48h，優選為24h。

5.如權利要求1-4任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述熱處理包括一步熱處理和二步熱處理；

優選地，所述一步熱處理的溫度為400～600℃；

優選地，所述二步熱處理的溫度為800～1350℃；

優選地，所述固廢基多孔陶瓷的顯氣孔率為50～94％；

優選地，所述固廢基多孔陶瓷的抗壓強度為0.5～23.8Mpa。

6.如權利要求1-5任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述金屬鹽包括二價金屬鹽和/或三價金屬鹽，優選為二價金屬鹽和三價金屬鹽；

優選地，所述二價金屬鹽包括鎂鹽、鎳鹽、鋅鹽或銅鹽中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述三價金屬鹽包括鋁鹽和/或鐵鹽；

優選地，所述二價金屬鹽的濃度為0.1～0.2mol/L；

優選地，所述三價金屬鹽的濃度為0.05～0.1mol/L；

優選地，所述尿素的濃度為0.5～2mol/L；

優選地，所述插層陰離子可溶鹽包括乙二胺四乙酸鈉、亞氨基二琥珀酸鈉、檸檬酸鈉或酒石酸鈉中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，所述插層陰離子可溶鹽的濃度為0.02～0.08mol/L。

7.如權利要求1-6任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述水熱反應的溫度為75～300℃；

優選地，所述水熱反應的時間為12～50h。

8.一種固廢基多孔陶瓷復合材料，其特征在于，所述固廢基多孔陶瓷復合材料通過如權利要求1-7任一項所述方法制得。