[发明专利]一种改性堇青石多孔陶瓷材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种改性堇青石多孔陶瓷材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：硫酸铝10～20份、硅源3～10份、熔盐75～85份、堇青石10～20份、溶剂70～80份和硅烷偶联剂6～10份。

2.如权利要求1所述的改性堇青石多孔陶瓷材料，其特征在于，包括如下重量份的原料：硫酸铝12份、硅源3份、熔盐85份、堇青石10份、溶剂80份和硅烷偶联剂10份。

3.如权利要求1所述的改性堇青石多孔陶瓷材料，其特征在于，所述硅源为硅藻土，所述熔盐为硫酸钾或硫酸钠，所述堇青石为堇青石陶瓷块体，所述溶剂为无水乙醇或甲苯，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂。

4.一种如权利要求1至3任一权利要求所述的改性堇青石多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一，按配方量称取硫酸铝、硅源和硫酸盐，充分研磨、过筛、复磨得混合粉料；将得到的混合粉料覆盖在配方量的堇青石陶瓷块体上加热反应；

步骤二，将步骤一得到的产物于沸水浴中煮沸至其表面残留的熔盐完全溶解，然后经冷却、洗涤、干燥得到堇青石-莫来石晶须；

步骤三，在步骤二得到的堇青石-莫来石晶须中，加入配方量的溶剂和硅烷偶联剂，进行反应；

步骤四，将步骤三得到的产物，经自然冷却后，清洗得到改性堇青石多孔陶瓷材料。

5.如权利要求4所述的改性堇青石多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中加热反应的升温速率为5℃/min，以该升温速率升至800～1000℃，并且在最高温度下保温1～2h。

6.如权利要求4所述的改性堇青石多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中，所述反应是将加入溶剂和硅烷偶联剂的堇青石-莫来石晶须置于聚四氟乙烯反应釜中，在60～70℃下反应12～24h。

7.如权利要求4所述的改性堇青石多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤四中，清洗是用无水乙醇或丙酮清洗3～5次，除去表面未反应的硅烷偶联剂。

8.如权利要求4所述的改性堇青石多孔陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

步骤一，将Al₂(SO4)₃·18H₂O在马弗炉400℃下烧结3h，以脱去结晶水，得到无水硫酸铝；按配方量称取硫酸铝、硅藻土和硫酸钾，充分研磨、过筛、复磨得混合粉料；将得到的混合粉料覆盖在刚玉坩埚底部的配方量的堇青石陶瓷块体上加热反应，在马弗炉中以5℃/min的速率升至1000℃，并且在最高温度下保温1h；

步骤二，将步骤一得到的产物于沸水浴中煮沸至其表面残留的熔盐完全溶解，然后经冷却、洗涤、干燥得到堇青石-莫来石晶须；

步骤三，在步骤二得到的堇青石-莫来石晶须中，加入配方量的溶剂无水乙醇或甲苯以及γ-氨丙基三乙氧基硅烷偶联剂，置于聚四氟乙烯反应釜中，在70℃下反应24h；

步骤四，将步骤三得到的产物，经自然冷却后，用无水乙醇或者丙酮清洗3次，除去表面未反应的硅烷偶联剂，得到改性堇青石多孔陶瓷材料；

当步骤三中的溶剂为无水乙醇时，步骤四中采用无水乙醇进行清洗；当步骤三中的溶剂为甲苯时，步骤四中采用丙酮进行清洗。

9.一种如权利要求1至3任一权利要求所述的改性堇青石多孔陶瓷材料用于吸附重金属铜离子的应用。

10.一种如权利要求8所述的改性堇青石多孔陶瓷材料的制备方法制备得到的改性堇青石多孔陶瓷材料用于吸附重金属铜离子的应用。