[发明专利]多孔中空α-半水石膏微球自组装体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多孔中空α‑半水石膏微球自组装体及其制备方法，制备方法的特征在于包括以下步骤：步骤1.在室温下将树状大分子聚乙烯亚胺溶于蒸馏水中，超声分散均匀，然后加入媒晶剂，充分搅拌，用稀酸调节pH值4.0～6.5得反应液；步骤2.将反应液和脱硫石膏加入常压反应器，在93～97℃，搅拌回流5～10h，获得多孔中空α‑半水石膏微球自组装体料浆；步骤3.将多孔中空α‑半水石膏微球自组装体料浆抽滤，用无水乙醇洗涤，干燥后获得多孔中空α‑半水石膏微球自组装体。采用本方法能够制备出比表面积大、填充度高、具有良好注射性能的多孔中空微球自组装体。

技术领域

本发明属于α-半水石膏微球制备领域，具体涉及一种以脱硫石膏为原料的多孔中空α-半水石膏微球自组装体及其制备方法。

技术背景

脱硫石膏是燃煤电厂石灰石/石膏湿法烟气脱硫的工业副产物。数量巨大，据初步统计，目前，全世界的年排放量已高达一亿吨以上。脱硫石膏主要成分与天然石膏相同，为二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，其含量一般都在90％以上，纯度较高。在我国，脱硫石膏产生的历史较短，综合利用也刚刚起步。由于脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙(二水石膏)，二水石膏与水接触不反应，不具备胶凝性能，故直接利用价值较低。目前，我国脱硫石膏少量直接用作土壤改性、路基材料及水泥添加剂，大多露天弃置，对环境造成了较大污染(专利CN101381209A)。

二水石膏加热脱水可得半水石膏，根据制备工艺不同将得到α型和β型两种。其中α-半水石膏综合性能优良，俗称高强石膏，应用极为广泛(专利CN101182150A)，几乎覆盖了所有的石膏产品。研究表明，在这些形态中，α-半水石膏微球能有效增加载体材料的比表面积，具有流动性好、注射性能良好、填充度高等独特的优点。因此，α-半水石膏微球是一种具有良好应用前景的材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以脱硫石膏为原料的多孔中空α-半水石膏微球自组装体及其制备方法，能够制备出比表面积大、填充度高、具有良好注射性能的多孔中空微球自组装体。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

<制备方法>

本发明提供一种多孔中空α-半水石膏微球自组装体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.在室温下将树状大分子聚乙烯亚胺溶于蒸馏水中，超声分散均匀，然后加入媒晶剂，充分搅拌，用稀酸调节pH值4.0～6.5得反应液；步骤2.将反应液和脱硫石膏加入常压反应器，在93～97℃，搅拌回流5～10h，获得多孔中空α-半水石膏微球自组装体料浆；步骤3.将多孔中空α-半水石膏微球自组装体料浆抽滤，用无水乙醇洗涤2～3次，干燥后获得多孔中空α-半水石膏微球自组装体。

进一步地，本发明提供的多孔中空α-半水石膏微球自组装体的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，树状大分子聚乙烯亚胺在反应液中的质量浓度优选为0.8～2.0％。

进一步地，本发明提供的多孔中空α-半水石膏微球自组装体的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，媒晶剂优选为KCl、CaCl₂、MgCl₂、MgSO₄中的任一种或多种的混合物。

进一步地，本发明提供的多孔中空α-半水石膏微球自组装体的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，媒晶剂在反应液中的质量浓度优选为5～20％。

进一步地，本发明提供的多孔中空α-半水石膏微球自组装体的制备方法还可以具有以下特征：在步骤1中，调节pH所选用的稀酸优选为稀盐酸。

进一步地，本发明提供的多孔中空α-半水石膏微球自组装体的制备方法还可以具有以下特征：在步骤2中，脱硫石膏与反应液的质量比优选为1:1.2～3.0。