[发明专利]自洁式煤矸石烧结透水砖的制备方法

权利要求书

1.一种自洁式煤矸石烧结透水砖的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、氧化石墨烯/纳米TiO₂复合乳液的制备：（1）将氧化石墨烯缓慢分散于水中直至得到质量浓度为0.5mg/mL的氧化石墨烯分散液；（2）将吐温80与环已烷混合，向混合液中加入正丁醇，匀速搅拌30分钟，将混合液平均分为两份，其中一份加入氨水，得到溶液A；另一份加入浓度为0.8mol/L的TiOSO₄水溶液，得到溶液B，在匀速搅拌的情况下，将溶液A缓慢加入溶液B中，搅拌1小时，再置于离心机中离心处理15-20分钟，取出沉淀物用去离子水洗涤，再将洗涤后的沉淀物与去离子水混合搅拌得到纳米TiO₂乳液；（3）氧化石墨烯分散液与纳米TiO₂乳液按照体积比1:2-3混合，制得氧化石墨烯/纳米TiO₂复合乳液的制备；

S2、物料混合陈化：将煤矸石破碎、烘干后用球磨机研磨10-15分钟，过0.25mm筛网，将煤矸石与黏土按照质量比为7-8:2-3混合后加入搅拌机中，再加入膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩加入量为煤矸石与黏土总体积的60-70%，最后依次加入氧化锆纤维和激发剂，并加入适量的水搅拌均匀，将搅拌均匀的混合物料陈化50-70小时；

S3、压制成型：将陈化后的混合物料经搅拌机搅拌均匀后，入模压制成型，成型压力为15MPa；

S4、养护：脱模后将砖坯置于托板上自然干燥8小时，之后置于恒温干燥箱中，在105℃条件下烘干8-10小时至恒重；

S5、煅烧：将养护后的砖坯放入高温炉中进行煅烧，先在550℃下煅烧2-5小时，然后升温至1050℃-1100℃，升温速率50℃/h，煅烧40-45小时，得到透水砖；

S6、乳化和二次煅烧：用喷淋装置将氧化石墨烯/纳米TiO₂复合乳液按照5-10mL/dm² 的用量均匀地从透水砖表面的孔隙中喷入，通过渗透均匀分布在透水砖体内，将透水砖干燥处理后，进行二次煅烧，煅烧温度为500℃，保温时间20-30分钟，使纳米二氧化钛乳液转化为锐钛矿型纳米二氧化钛，得到自洁式煤矸石烧结透水砖。

2.根据权利要求1所述的自洁式煤矸石烧结透水砖的制备方法，其特征在于：所述S1中的吐温80、环已烷、正丁醇、氨水、TiOSO₄水溶液与去离子水的体积比为1:4-5:0.6:0.5-1:0.5-1。

3.根据权利要求1 所述的自洁式煤矸石烧结透水砖的制备方法，其特征在于：所述氧化锆纤维和激发剂的总加入量为膨胀珍珠岩、煤矸石和黏土总体积的0.5%-2%，所述氧化锆纤维和激发剂的重量比为1-2:1。

4.根据权利要求1所述的自洁式煤矸石烧结透水砖的制备方法，其特征在于：所述激发剂包括十二水硫酸铝钾、消石灰粉、硫酸铝和硅酸钠，十二水硫酸铝钾、消石灰粉、硫酸铝和硅酸钠的质量比为2-3:1:0.5:0.2。

5.根据权利要求1所述的自洁式煤矸石烧结透水砖的制备方法，其特征在于：所述膨胀珍珠岩粒径10-20目，密度为80kg/m³。