[发明专利]一种双壳结构的陶瓷空心球及其制备方法

说明书

本发明涉及一种双壳结构的陶瓷空心球及其制备方法，属于陶瓷技术领域，解决了现有陶瓷空心球只有单层球壳、造成它有效的比表面积较小或催化效果较差的问题。本发明的双壳结构的陶瓷空心球包括外壳层和内壳层，外壳层与内壳层部分连接；外壳层和内壳层上均分布有多个微孔。制备方法包括如下步骤：制备明胶微球；团球；干燥、烧结复合球，得到双壳结构的陶瓷空心球。本发明的双壳结构的陶瓷空心球制备方法能够用于制备双壳结构的陶瓷空心球，双壳结构的陶瓷空心球能用于过滤和催化领域。

技术领域

本发明涉及陶瓷技术领域，尤其涉及一种双壳结构的陶瓷空心球及其制备方法。

背景技术

陶瓷空心球，如氧化铝、氧化硅和氧化锆陶瓷空心球由于具有轻质、强度高、耐高温和良好的隔热性等特点而被广泛地应用到保温材料、石化工业气化炉、催化剂载体、烟气过滤和水体净化等领域。

通常陶瓷空心球的制备方法有喷雾造粒法，熔融喷吹法和模板团球法等。喷雾造粒法是一种将陶瓷浆料雾化，然后将雾化液滴干燥成为球形颗粒，再将其热处理得到陶瓷空心球；熔融喷吹法是将高温熔化原料通过高速气流吹制而成的；模板团球法是利用可除掉的造孔剂作为模板(母球)，采用团球或其他工艺制得复合球并将其烧结制得陶瓷空心球。目前工业化生产陶瓷空心球的方法主要利用熔融喷吹法和模板团球法。前者能耗较高，陶瓷空心球比例低，而后者普适性广，便于操作而备受关注。

虽然陶瓷空心球的制备已有许多年，但制备的陶瓷空心球通常存在致密的表面或者只有单层球壳，造成了在实际应用中有效的比表面积较小，过滤或催化效果较差。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种双壳结构的陶瓷空心球及其制备方法，至少能够解决以下技术问题之一：(1)现有陶瓷空心球的表面较致密；(2)现有陶瓷空心球只有单层球壳；(3)有效的比表面积较小，过滤或催化效果较差。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面，本发明公开了一种双壳结构的陶瓷空心球，陶瓷空心球包括外壳层和内壳层，外壳层与内壳层部分连接；外壳层和内壳层上均分布有多个微孔。

在一种可能的设计中，双壳结构的陶瓷空心球的比表面积为0.62～5.9m²/g。

另一方面，本发明公开了一种双壳结构的陶瓷空心球的制备方法，制备方法包括如下步骤：

步骤1、制备明胶微球；

步骤2、将步骤1制得的明胶微球放入团球机中，将陶瓷原料粉、粘结剂和烧结助剂混合均匀得到混合粉，将混合粉均匀地撒到明胶微球表面，然后启动团球机进行团球，得到明胶微球表面均匀包裹混合粉的复合球；

步骤3、干燥、烧结复合球，得到双壳结构的陶瓷空心球。

在一种可能的设计中，步骤1包括：

步骤S11、称取明胶置于40～60℃的水中溶解得到明胶溶液；

步骤S12、将制得的明胶溶液滴加到豆油中，通过磁力搅拌制得明胶球；

步骤S13、将成型的明胶球放入交联剂中处理；

步骤S14、将步骤S13处理后的明胶球用滤网过滤后再用洗涤剂进行清洗，清洗后在20～25℃风干表面水分，制备出明胶微球。

在一种可能的设计中，步骤S11中，明胶溶液的浓度为150～260g/L。

在一种可能的设计中，步骤S12中，磁力搅拌的搅拌速度为130～200r/min。

在一种可能的设计中，步骤2中，将陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂分别均分为多等份，每等份按照陶瓷原料粉、烧结助剂和粘结剂的顺序依次加入容器中并混合均匀。