[发明专利]一种微米陶瓷球材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种微米陶瓷球材料及其制备方法和应用，通过对研磨后的水相悬浮液进行乳化处理形成油包水型乳浊液，然后经分层、洗涤得到水相陶瓷粉，再通过煅烧处理得到微米陶瓷球材料，该微米陶瓷球材料由网络状结构的纳米晶堆叠而成，具有较为丰富的微孔，微孔的吸附能力结合纳米晶的吸附能力，使其表现出优异的吸附性能，并且能够保证吸附在其上的重金属离子具有良好的结合能力，实现对重金属离子的吸附与回收再利用，此外通过对煅烧温度进行调控，使得微米陶瓷球材料在高外加作用力下仍具有良好的机械强度和吸附能力，其结构稳定，具有高回收、可重复利用的特点，制备工艺简单，易放大生产，属于纳米结构制备微米级陶瓷材料领域。

技术领域

本发明属于纳米结构制备微米级陶瓷材料领域，尤其是涉及一种微米陶瓷球材料及其制备方法和应用。

背景技术

陶瓷球是一种无机非金属球形功能材料，以其在水中的溶解度较低，化学性质稳定，孔洞丰富，简单易得等特点，通常被用作过滤和吸附介质，尤其是在处理工业废水中的重金属离子和吸附高分子有机物等方面具有良好的应用前景。

现有的具有高吸附性能的陶瓷球多采用传统乳液法制备，通过一种不溶相以液滴的形式分散在另一相中的方法来制备陶瓷球，尽管加入助剂和表面活性剂对液滴能够起到一定的稳定作用，但是乳液体系的稳定性依然很有限，乳化过程难以控制，因而形貌的稳定性也受到影响。中国发明专利CN106313270B公开了一种清除旱地重金属污染的多孔陶瓷球土壤修复剂的制备方法及应用，其以红色粘土、废弃动物骨头、铁锈、木质纤维素类生物质、以及废弃钠钙玻璃制品粉末混合烧造多孔陶瓷球土壤修复剂，利用多孔陶瓷孔隙中的活性磷酸盐，选择性固定土壤中的重金属，这种方法制造的陶瓷球虽然具备一定的吸附性能，但制备工艺复杂、且吸附能力较弱。

因此，传统的陶瓷球制备方法存在着制备工艺繁琐、过程难以控制、难以放大生产的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种微米陶瓷球材料及其制备方法和应用，旨在解决传统乳液法制备陶瓷球存在着工艺繁琐、过程难以控制、难以放大生产的技术问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种微米陶瓷球材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将陶瓷粉、分散剂、粘接剂和纯水混合，形成水相悬浮液；

(2)对步骤(1)制备的水相悬浮液进行研磨处理；

(3)将步骤(2)获得的水相悬浮液与油性溶剂混合，并加入乳化剂进行乳化处理，形成油包水型乳浊液；

(4)对步骤(3)获得的油包水型乳浊液静置处理，分层后取下层溶液，对下层溶液进行洗涤，得到水相陶瓷粉；

(5)对步骤(4)获得的水相陶瓷粉进行煅烧处理，得到微米陶瓷球材料。

优选的，步骤(1)中，所述陶瓷粉为碳酸钙、磷酸钙、硫酸钙或氧化钙中的任意一种或至少两种的组合，所述陶瓷粉的份数为10-20份；

所述分散剂为聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯、失水山梨醇月桂酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或聚丙烯酸钠中的任意一种或至少两种的组合，所述分散剂的份数为0.01-0.3份；

所述粘接剂为聚丙烯酸树脂、羟乙基丙烯酸树脂或壳聚糖中的任意一种或至少两种的组合，所述粘接剂的份数为0.05-0.5份；

所述纯水的份数为100份。

优选的，步骤(2)中，所述研磨处理为球磨，所述球磨的时间为15-24h。

优选的，步骤(3)中，所述油性溶剂为大豆油、蓖麻油、氢化蓖麻油、亚麻油、氢化亚麻油或聚合亚麻油中的任意一种或至少两种的组合，所述油性溶剂的份数为80-90份；