[发明专利]一种高效吸水保水粉煤灰基多孔材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种高效吸水保水粉煤灰基多孔材料的制备方法，包括以下步骤：1)明胶溶液配备；2)混合物制备；3)干燥，在混合物中加入一定量H2O2作为发泡剂，自然干燥48h；4)烧结，干燥后的样品放入烧结炉中，常压烧结。本发明以粉煤灰为主要原料，利用溶胶‑凝胶法与发泡法相结合的生产工艺制备粉煤灰基多孔吸水保水材料。本方法不涉及复杂的化学反应，制备过程易控，成本较低。其中，本发明优选明胶的浓度为5.5％，明胶、卡拉胶和羧甲基纤维素钠与原料结合，坯体的成型性能好。发泡剂H₂O₂的加入量为1mL，烧结温度为1100℃‑1200℃，吸水和保水性能好，制品的抗弯强度和抗压强度高。

技术领域

本发明涉及环保材料技术领域，尤其涉及一种高效吸水保水粉煤灰基多孔材料的制备方法。

背景技术

粉煤灰是来自于火力发电厂和燃烧煤炭的锅炉排出的固体废料。2010年我国国内粉煤灰的排放量达到了3.95亿吨，这个排放量比当年中国城市生活垃圾总量的两倍还要多。使粉煤灰变废为宝，不断提高其综合利用率，在节约土地资源和环境保护、可持续发展方面意义重大。以工业废弃物粉煤灰作为多孔陶瓷的制备原料，不仅能够改善粉煤灰的大量堆放对环境造成的污染，减少国土资源的大量占用，美化环境，同时又能够在海绵城市的建设中发挥一定的作用，可以作为建筑材料用于市政施工，道路绿化带、树池等绿化空间布置生态树池、植草沟等开发。发挥其蓄水和保水能力促进水的循环利用，缓解水资源的紧张局面，同时多孔材料具有吸附性，能够减少粉尘颗粒污染和水污染。

如果以粉煤灰为主要原料，制备粉煤灰基多孔吸水保水材料，不仅能用于蓄水和保水能力促进水的循环利用，缓解水资源的紧张局面，而且可以减少粉尘颗粒污染和水污染，对环境保护将起到极大的积极作用。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高效吸水保水粉煤灰基多孔材料的制备方法，以粉煤灰为主要原料，利用溶胶-凝胶法与发泡法相结合的生产工艺制备粉煤灰基多孔吸水保水材料。本方法不涉及复杂的化学反应，制备过程易控，成本较低。为粉煤灰高附加值的利用提供了一种新途径和新技术，对多孔陶瓷的广泛应用也有着积极的促进作用。

为实现上述目的，本发明提供了一种高效吸水保水粉煤灰基多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

1)明胶溶液配备

将一定量的明胶加入含有去离子水的烧杯中，静置30分钟，使其溶胀，然后将烧杯放置于60℃的水浴中搅拌、加热，直至溶液澄清透明，制得明胶溶液；

2)混合物制备

将13.6g粉煤灰和0.4wt％Triton-114(相对于固相量)加入到20mL明胶溶液中，高速搅拌后得到分散均匀悬浮液，依次加入1.6g石英砂，4g生石灰，0.8g石膏，卡拉胶和羧甲基纤维素钠，充分搅拌30min得到混合物；

3)干燥

在混合物中加入一定量H2O2作为发泡剂，搅拌30min，将均匀分散的浆料倒入模具中，在其表面覆盖一层塑料膜，控制水分蒸发的速率，自然干燥48h；

4)烧结

干燥后的样品放入烧结炉中，常压烧结。

优选的，所述步骤1)制得的明胶溶液浓度为5.5％。

优选的，所述步骤2)的卡拉胶和羧甲基纤维素钠的质量分数比为m明胶：m卡拉胶：m羧甲基纤维素钠＝7:1:1.4。

优选的，所述步骤3)的H2O2浓度为30％。

优选的，所述步骤3)的H2O2为1mL-2mL。

优选的，所述步骤4)的烧结温度分别为1100℃-1200℃。

本发明的有益效果是：