[发明专利]一种采用微乳液模板法制备莫来石多孔陶瓷的方法

说明书

本发明提供一种采用微乳液模板法制备莫来石多孔陶瓷的方法，涉及无机多孔陶瓷技术领域，先将粉煤灰粉体、铝矾土粉体和氧化铝粉体混合均匀，制得混合粉体；将稳定剂浸泡于去离子水中24～48h，再快速搅拌5～20min，制得溶液；将表面活性剂、固化剂、粘结剂加入溶液中，搅拌5～10min，再将油相加入其中，快速搅拌10～30min，制得微乳液；将混合粉体逐渐加入微乳液中，搅拌5～20min，制得莫来石微乳液浆料；将莫来石微乳液浆料注入模具中，在5～40℃静置固化24～48h，脱模，制得莫来石多孔陶瓷坯体；将莫来石多孔陶瓷坯体干燥，然后在1350～1600℃下煅烧2～12h，制得莫来石多孔陶瓷。本发明具有合成工艺简单、孔隙率高、孔径尺寸小、力学性能优异且产业化前景大等优点。

技术领域

本发明涉及无机多孔陶瓷技术领域，具体涉及一种采用微乳液模板法制备莫来石多孔陶瓷的方法。

背景技术

莫来石多孔陶瓷因其具有熔点高、孔隙率高、导热系数低、热膨胀系数小、抗热震性好、介电常数小、耐化学腐蚀性能优异等特点，被广泛应用于催化剂载体、高温隔热保温材料、气/液过滤材料、高温结构材料、低介电材料等领域。

目前，莫来石多孔陶瓷的制备方法主要有：添加造孔剂法、发泡法、有机泡沫浸渍法、冷冻干燥法等。这些方法虽然各有优点，但其中仍存在一些不足：如添加造孔剂法所制备的莫来石多孔陶瓷孔隙率低、孔径大且分布不均。发泡法虽然可以制备高孔隙率的莫来石多孔陶瓷，但所制备多孔陶瓷的孔径大、力学性能差，且对原料要求较高。冷冻干燥法可以制备高通孔率、高孔隙率的多孔陶，但该方法对设备要求高、工艺复杂，难以广泛推广应用。

因此，当前莫来石多孔陶瓷制备工艺存在的不足是：要么工艺复杂、设备要求高，要么孔隙率高、孔径大、强度低，要么强度高、孔隙率低，很难采用简单的工艺制备出同时具有强度高、孔隙率高且孔径小的莫来石多孔陶瓷。同时，莫来石多孔陶瓷的制备原料主要以莫来石粉、氧化铝、二氧化硅等为原料，成本高，限制了莫来石多孔陶瓷的应用领域。

粉煤灰为煤燃烧后在烟气中搜集下来的细灰，其主要成分为氧化硅和氧化铝等。当前，粉煤灰作为一种工业固体废弃物被大量地堆存于储灰场，不仅占用大量土地、浪费资源，而且严重污染环境，给生态平衡带来严重危害。因此，如何有效的综合利用粉煤灰，开发高附加值产品是其综合利用的一个研究热点。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种采用微乳液模板法制备莫来石多孔陶瓷的方法，采用该方法制备的莫来石多孔陶瓷的孔隙率高、孔径小、力学性能优异，且该方法工艺易于控制、成本低、应用前景大。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种采用微乳液模板法制备莫来石多孔陶瓷的方法，包括以下步骤：

1)将40～65wt％粉煤灰粉体、20～40wt％铝矾土粉体和15～40wt％的氧化铝粉体混合均匀，制得混合粉体；

2)按稳定剂:去离子水的质量比为(0.005～0.01):1，将稳定剂浸泡于去离子水中24～48h，再快速搅拌5～20min，制得溶液；

3)按表面活性剂:固化剂:粘结剂:油相:去离子水体积比为(0.02～0.08):(0.1～0.3):(0.2～0.6):(1～2):1，将表面活性剂、固化剂、粘结剂加入步骤2)制得的溶液中，搅拌5～10min，再将油相加入其中，快速搅拌10～30min，制得微乳液；

4)将步骤1)制得的混合粉体逐渐加入步骤3)制得的微乳液中，搅拌5～20min，制得莫来石微乳液浆料；

5)将步骤4)制得的莫来石微乳液浆料注入模具中，在5～40℃静置固化24～48h，脱模，制得莫来石多孔陶瓷坯体；