[发明专利]一种利用土质原料制备多孔材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机材料合成技术领域，具体涉及一种利用土质原料制备多孔材料的方法。

背景技术

空气相对湿度是衡量室内环境的一项重要参数，对人体健康、舒适程度、室内空气质量以及物品的存放都有重要意义。研究表明，人类感到最舒适的相对湿度范围是40％-70％。由于我国建筑物保温隔热性能相对较差，室内的温湿度随外界环境变化波动很大，每年夏季和冬季，为了调节室内的温度和湿度，我国城市，特别是南方城市，大量使用空调，造成了巨大的能源消耗。

已经有人对调湿材料的制备进行了研究，如中国专利《无机湿度调节面板及其制造方法》(公开日2006年6月21，公开号CN1788995A)和中国专利《高效调湿材料》(公开日2008年1月23，公开号CN101108902A)中公开的技术，但由于制成品的强度低及制备应用过程过于复杂等问题，使制备出的调湿材料无法在城市建筑中得到大规模的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用土质原料制备多孔材料的方法。

本发明提出的利用土质原料制备多孔材料的方法，是利用水热技术将土质原料合成为具有保温调湿作用的多孔材料的方法，具体步骤如下：

首先，将土质原料与含CaO的辅助原料混合，使混合料中CaO与SiO₂的摩尔比为0.4∶1～1.4∶1，即辅助原料的重量为混合料总重量的0～40％(CaO与SiO₂的摩尔比为0.4时辅助原料的添加量为0％)；然后，在上述混合料中加入占混合料总重量5％～25％的水，搅拌均匀后，在10～40MPa的压力下压制成型；最后，将压制好的试样放入水热反应釜内，在温度为100～200℃、压强为0.1～1.55MPa的饱和蒸汽压下水热处理1～72h，即得所需产品。

本发明中，所述土质原料为自然存在的黄土或基建产生的废土，所述辅助原料为生石灰、消石灰、石膏或水泥中任一种。

本发明中，还可在混合料中添加占混合料总量1％～5％的无机染料，以使合成的材料能够具有不同的颜色。

本发明的方法为水热合成法，与传统烧结工艺相比，水热合成由于温度低，既能保留土质原料本身固有的微孔结构，又能够控制大量纳米级微细孔生成，水热合成的多孔材料，可用于建筑物墙体材料或内装饰用墙地面材料，能够有效的调节室内的湿度，减少空调的使用，节约能源。

附图说明

图1：水热合成土质原料为多孔材料的工艺流程。

图2：成型压力对水热合成材料的抗折强度的影响。

图3：消石灰的添加量对水热合成材料的抗折强度的影响。

图4：水分添加量对水热合成材料的抗折强度的影响。

图5：水泥、石膏及生石灰的添加对水热合成材料的抗折强度的影响。

图6：水热合成温度对水热合成材料的抗折强度的影响。

图7：水热合成时间对水热合成材料的抗折强度的影响。

图8：水热合成前后样品的XRD衍射图谱。

图9：水热合成前后样品的SEM图片，其中，(a)为水热合成前样品的SEM图片，(b)和(c)为水热合成后样品的SEM图片。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

首先，选取黄土为主原料，选取工业用消石灰为辅助原料，将上述原料混合，消石灰占混合料总重的18％，混合料中，CaO与SiO2的摩尔比约为0.8；然后，向上述混合料中加入占混合料总重量10％的水，搅拌均匀后，在压片机下压制成型，成型压力为30MPa；最后，将压制好的试样放入水热反应釜内，在200℃、1.55MPa饱和蒸汽压下水热处理12h，得到最终的样品。

实施例2

首先，选取黄土为主要原料，选取工业用消石灰为辅助原料，将上述原料混合，消石灰占混合料总重的40％，对应的CaO与SiO₂的摩尔比为1.4；再在混合料中添加混合料总量2％的无机染料；然后，向上述混合料中加入占混合料总重量5％的水，搅拌均匀后，在压片机下压制成型，成型压力为10MPa；最后，将压制好的试样放入水热反应釜内，在200℃、1.55Mpa饱和蒸汽压下水热处理12h，得到最终的样品。

实施例3

首先，选取黄土为主要原料，选取水泥为辅助原料，将上述原料混合，水泥占混合料总重的20％；然后，向上述混合料中加入占混合料总重量10％的水，搅拌均匀后，在压片机下压制成型，成型压力为30MPa；最后，将压制好的试样放入水热反应釜内，在100℃、0.1Mpa饱和蒸汽压下水热处理24h，得到最终的样品。

实施例4