CN110510990A - 功能紫砂滤芯陶及其制备方法 - Google Patents

功能紫砂滤芯陶及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110510990A
CN110510990A CN201910774132.2A CN201910774132A CN110510990A CN 110510990 A CN110510990 A CN 110510990A CN 201910774132 A CN201910774132 A CN 201910774132A CN 110510990 A CN110510990 A CN 110510990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
boccaro
filter core
function
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910774132.2A
Other languages
English (en)
Inventor
王平
吴瑛
温小华
黄徐亮
朱创国
周毅
李晓晴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinjiang Shanjunshuijie Technology Co Ltd
Qingdao Rong Innovative Materials Engineering Research Institute Co Ltd
Zhejiang Nwei Negative Ion Technology Co Ltd
Original Assignee
Jinjiang Shanjunshuijie Technology Co Ltd
Qingdao Rong Innovative Materials Engineering Research Institute Co Ltd
Zhejiang Nwei Negative Ion Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinjiang Shanjunshuijie Technology Co Ltd, Qingdao Rong Innovative Materials Engineering Research Institute Co Ltd, Zhejiang Nwei Negative Ion Technology Co Ltd filed Critical Jinjiang Shanjunshuijie Technology Co Ltd
Priority to CN201910774132.2A priority Critical patent/CN110510990A/zh
Publication of CN110510990A publication Critical patent/CN110510990A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/001—Processes for the treatment of water whereby the filtration technique is of importance
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C8/00—Enamels; Glazes; Fusion seal compositions being frit compositions having non-frit additions
    • C03C8/02—Frit compositions, i.e. in a powdered or comminuted form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/04—Clay; Kaolin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B33/00—Clay-wares
    • C04B33/02—Preparing or treating the raw materials individually or as batches
    • C04B33/13—Compounding ingredients
    • C04B33/131—Inorganic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/10—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof by using foaming agents or by using mechanical means, e.g. adding preformed foam
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
    • C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/36—Glass starting materials for making ceramics, e.g. silica glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C04B2235/6567—Treatment time
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
    • C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

本发明提出一种功能紫砂滤芯陶及其制备方法，属于催化材料技术领域，能够解决目前吸附材料无法做到快速、高效的消除空气中的颗粒物、有害物质以及保持较高抑菌率的技术问题。该功能紫砂滤芯陶包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉10‑20份、凹凸棒土10‑30份、紫砂土20‑30份、改性硅藻土15‑25份、改性电气石粉10‑20份和造孔剂1‑5份。本发明能够应用于净化和活化水质方面。

Description

功能紫砂滤芯陶及其制备方法
技术领域
本发明属于净化材料技术领域，尤其涉及一种功能紫砂滤芯陶及其制备方法。
背景技术
紫砂是一种硅酸盐矿物，主要由石英粉砂及胶合它的粘土矿物组成，石英碎屑孤立地分布在胶结构中，在镜下可观察到紫砂团粒之间的链状气孔，以及团粒内部的微细气孔，紫砂与普通陶土不同，具有双重气孔结构。紫砂可制茶具、酒具、过滤用品、陶粒、陶片等。
电气石是一种环状硅酸盐矿物，电气石以含硼为特征的铝、钠、铁、锂构成的矿物，形态为复三方锥晶类，晶体呈柱状。电气石具有发射远红外的功能，而且其远红外线能量与水中的氢键的键能相当，产生共振，使老化水的大分子团簇变小至6个水分子团。
紫砂陶因紫砂双重气孔结构的特质决定其具有高气孔密度和高气孔率，必须在1020-1250℃烧温才能烧结出。但电气石结晶体因压电性和热电性能够产生电极，对水的物理结构活化水质具有重要影响，但在烧温高于850℃时就会破坏晶体结构而失去其功能和作用。因此，如何能够匹配两者需要，既能够满足紫砂陶国家标准要求，不破坏紫砂陶制作工艺要求，又可同时满足电气石过滤活化饮用水的功能是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
本发明提出一种紫砂滤芯陶材料及其制备方法，该方法可在不破坏紫砂陶制作工艺要求的同时，满足电气石过滤活化饮用水的功能。
为了达到上述目的，本发明提供了一种功能紫砂滤芯陶，包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。
作为优选，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；
上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉。
作为优选，所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃。
作为优选，所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。
作为优选，所述紫砂土主要化学成分为甲泥，主要矿物成分包括伊利石、高岭石、石英和赤铁矿。
作为优选，所述造孔剂选自纸浆、活性炭和淀粉中的至少一种。
作为优选，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：
将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；
将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：
Σ(Tn xOm y+(x×n)HCl→xTCln+yH2O)
Tn xOm y主要为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O，
HCl用量为Σ(x×n)HCl中Σ(x×n)摩尔数的2-5；
将上述所得混合物置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-300℃，反应时间为2-24h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，然后将所得干燥物在氧化环境下煅烧0.5-1h，煅烧温度750-800℃，冷却后得到改性硅藻土。
作为优选，所述改性电气石粉的改性处理方法包括如下步骤：
将电气石粉碎至粒度在1-50μm；
将粉碎后的电气石粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-650℃，反应时间为2-48h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥后得到改性电气石粉。
本发明还提供了如上述任一项技术方案所述的功能紫砂滤芯陶的制备方法，包括如下步骤：
按重量份称取纳米低温熔块釉、凹凸棒土、改性硅藻土、改性电气石粉和造孔剂，加入适量水，球磨混合3-10h后，压制成型，于750-840℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持1-3h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到功能紫砂滤芯陶。
本发明还提供了一种***，采用如上述技术方案所述的功能紫砂滤芯陶或如上述技术方案所述的制备方法制备得到的功能紫砂滤芯陶作为净化载体。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提供的功能紫砂滤芯陶具有2-10nm的改性硅藻土多孔材料，这种具有不同梯度孔径的孔道同时存在使得本蜂窝陶器材料具有相比其他产品更高的比表面积，BET>30m2/g，其吸附力、活性、环境性能与传统多孔材料相比具有明显的优势；
2、本发明提供的功能紫砂滤芯陶具有二维体型结构的孔道，相比于传统的单孔道结构，本发明的功能紫砂滤芯陶具有高重复利用率、高催化效率和高吸附量；
3、本发明提供的功能紫砂滤芯陶以纳米低温熔块釉、凹凸棒土、紫砂土、改性硅藻土和改性电气石粉为原料。其中，由于存在硅藻土超过840℃煅烧会晶化和电气石超过840℃会分解的技术难题，因此，本申请所采用的纳米低温熔块釉采用特制配方，其熔融温度仅650-750℃；凹凸棒土具有低温烧结性能，形成高温矿物后依然保持纳米纤维结构特点、高比表面积、过滤阻隔性能、生物相容性以及化学和热稳定性优良，在工艺中主要起到良好的可塑性和粘结性，800℃时便发生高温相变成陶。同时，紫砂土在800℃左右也可高温相变，并且在工艺成型和成陶过程中及水处理均贡献较大。基于此，不仅可有效克服在超过840℃煅烧后硅藻土会晶化、电气石粉会分解的技术难题，同时，也可满足紫砂土在800℃左右高温相变成陶的需要，所制备得到的功能紫砂滤芯陶还可高效用于饮用水净化和活化等方面。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种功能紫砂滤芯陶，其特征在于，包括以下重量份的各原料：纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。
上述实施例中，所采用的纳米低温熔块釉采用特制配方，其熔融温度仅650-750℃；凹凸棒土为天然纳米管状硅酸盐粘土矿物经过超声波分散后的凹凸棒土，具有低温烧结性能，形成高温矿物后依然保持纳米纤维结构特点、高比表面积、过滤阻隔性能、生物相容性以及化学和热稳定性优良，在工艺中主要起到良好的可塑性和粘结性，800℃时便发生高温相变成陶；因此，不仅可有效克服在超过840℃煅烧后硅藻土会晶化、电气石粉会分解的技术难题，同时，也可满足紫砂土在800℃左右高温相变成陶的需要。
原料中改性硅藻土和改性电气石粉分别为硅酸盐系列的粉末状多孔造型功能材料，改性硅藻土经改性后具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨耐热等特点，具有强有力的有机挥发物吸附特性；而改性电气石粉经改性后则具有良好的热释电效应；凹凸棒土在经超声波震荡分散后，在纳米低温熔块釉的熔融温度下可有效促进两种功能性材料和紫砂土发生粘结，从而形成功能紫砂滤芯陶，可作为催化材料广泛用于净化和活化水质方面。
在一优选实施例中，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉。在一优选实施例中，所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃。
上述实施例中提供的纳米低温熔块釉由碱性长石、锂云母、硼砂和水玻璃组成，该釉料不含毒重金属，对人体无害，可有效用于陶器材料的制备中，从而有利于将该陶器材料用于饮用水处理中。
在一优选实施例中，所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。这里需要说明的是，本实施例中所使用的凹凸棒土为分散后的呈不结团纤维状态的凹凸棒土，凹凸棒土成分散状后有利于其在工艺中发挥良好的可塑性和粘结性，从而能够发挥良好的粘结作用，在配方中联合纳米低温熔块釉对改性硅藻土和改性电气石进行粘结。
在一优选实施例中，所述紫砂土主要化学成分为甲泥，主要矿物成分包括伊利石、高岭石、石英和赤铁矿。在一优选实施例中，所述造孔剂选自纸浆、活性炭和淀粉中的至少一种。可以理解的是，本实施例中所用紫砂土可球磨只325目以下，以最大程度实现良好混合。
在一优选实施例中，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：
将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；
将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：
Σ(Tn xOm y+(x×n)HCl→xTCln+yH2O)
Tn xOm y主要为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O，
HCl用量为Σ(x×n)HCl中Σ(x×n)摩尔数的2-5；
将上述所得混合物置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-300℃，反应时间为2-24h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，然后将所得干燥物在氧化环境下煅烧0.5-1h，煅烧温度750-800℃，冷却后得到改性硅藻土。
上述实施例提供的硅藻土改性方法是依据专利CN103864080B对硅藻土的改性处理方法实现的，基于该方法处理得到的硅藻土具有高活性高白度低铁等特点，实现了改性硅藻土保留非晶态SiO2完美的生物多孔结构特性，在不添加助溶剂或增白剂的条件下，即可使硅藻土白度达到92以上，铁含量低于0.1％，不仅如此，其还具有孔隙度大、吸收性强、化学性质稳定、耐磨耐热等特点，从而发挥强有力的有机挥发物吸附特性。需要说明的是，为了保证本实施例所提供的紫砂滤芯陶材料能够获得预期的技术效果，所使用的改性硅藻土优选适用于上述改性方法处理，但并不局限于其它处理方法，只要所得到的改性硅藻土具有上述特性即可。
在一优选实施例中，所述改性电气石粉的改性处理方法包括如下步骤：
将电气石粉碎至粒度在1-50μm；
将粉碎后的电气石粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-650℃，反应时间为2-48h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥后得到改性电气石粉。
上述实施例提供的电气石改性方法是依据专利CN103803569B对电气石的改性处理方法实现的，基于该方法处理得到的电气石可在不破坏电气石晶体结构、不需要额外添加其它增白材料的前提下，实现将电气石中铁离子溶出达到提高其白度的目的，同时，还可在不影响其他包裹所造成的脱附问题的前提下，有效满足电气石粉体的高白度和高吸附能力的要求，大大提高了产品的质量与使用化学稳定性。需要说明的是，为了保证本发明实施例所提供的紫砂滤芯陶材料能够获得预期的技术效果，所使用的改性电气石仅适用于上述改性方法处理，但并不局限于其它处理方法，只要所得到的改性电气石具有上述特性即可。
本发明还提供了如上述任一项技术方案所述的功能紫砂滤芯陶的制备方法，包括如下步骤：
按重量份称取纳米低温熔块釉、凹凸棒土、改性硅藻土、改性电气石粉和造孔剂，加入适量水，球磨混合3-10h后，压制成型，于750-840℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持1-3h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到功能紫砂滤芯陶。
本步骤中，配制原料后，向原料中加入适量造孔剂和水，采用球体为石材的球磨机进行球磨混合，采用通用挤压成型法进行成型，干燥后进行低温烧结，可有效满足保证硅藻土不晶化、不大幅度牺牲内孔量，电气石不被分解的技术要求，解决现有技术中对其采用840℃以上的温度进行烧结时，硅藻土出现的晶化、电气石分解，从而不能实现其各自功能的技术难题。
上述无氧煅烧中，其煅烧温度优选在750-840℃，目的在于满足纳米低温熔块釉的熔融温度和凹凸棒土发生高温相变成陶的温度，从而可在工艺中发挥良好的可塑性和粘结性，对改性硅藻土、改性电气石和紫砂土进行粘结。
本发明实施例还提供了一种***，采用如上述实施例所述的功能紫砂滤芯陶或如上述实施例所述的制备方法制备得到的功能紫砂滤芯陶作为净化载体，以实现净化和活化水质功能。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的功能紫砂滤芯陶及其制备方法，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
按重量份称取纳米低温熔块釉20份、凹凸棒土30份、紫砂土25份、改性硅藻土25份、改性电气石粉15份和造孔剂2份，加入适量水，采用球体为石材的球磨机对上述原料进行球磨混合3h后，挤压成型，于750℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持1h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到紫砂滤芯陶材料。
实施例2
按重量份称取纳米低温熔块釉15份、凹凸棒土25份、紫砂土30份、改性硅藻土20份、改性电气石粉15份和造孔剂5份，加入适量水，采用球体为石材的球磨机对上述原料进行球磨混合5h后，挤压成型，于800℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持2h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到紫砂滤芯陶材料。
实施例3
按重量份称取纳米低温熔块釉10份、凹凸棒土10份、紫砂土25份、改性硅藻土15份、改性电气石粉15份和造孔剂3份，加入适量水，采用球体为石材的球磨机对上述原料进行球磨混合8h后，挤压成型，于840℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持3h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到紫砂滤芯陶材料。
实施例4
按重量份称取纳米低温熔块釉12份、凹凸棒土16份、紫砂土22份、改性硅藻土18份、改性电气石粉18份和造孔剂5份，加入适量水，采用球体为石材的球磨机对上述原料进行球磨混合10h后，挤压成型，于780℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持2h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到紫砂滤芯陶材料。
实施例5
按重量份称取纳米低温熔块釉17份、凹凸棒土26份、紫砂土23份、改性硅藻土22份、改性电气石粉18份和造孔剂1份，加入适量水，采用球体为石材的球磨机对上述原料进行球磨混合6h后，挤压成型，于820℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持3h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到紫砂滤芯陶材料。
性能测试
利用上述任一实施例制备得到的紫砂滤芯陶材料作为***的净化过滤载体对自来水进行过滤净化，置换后的水的各项指标符合净化水的指标，具体参见表1。
考虑到南北方水质差异，北方水为硬水、较为浑浊，南方水中微生物较多，在南北方不同地域进行若干个平行试验对比，取决于水质的不同，功能紫砂滤芯陶的过滤净化能力不同，但当发现水质下降时，可通过对功能紫砂滤芯陶进行反冲洗处理使其恢复净化过滤能力，大体下来冲洗一次因水质不同可维持1年以上，随时功能紫砂滤芯陶的使用以及反冲洗，直至功能紫砂滤芯陶不能再处理为止，即可更好。目前的试验中，10个不同地域的处理情况略有差异，第一次需要净化的时间出现在10个月-13个月不等，第二次需要净化的时间出现在22个月-25个月不同，至目前已经历两年年半考察时间，尚不需进行再次处理，且经过两次处理后，功能紫砂滤芯陶的过滤净化能力与初始相同，证明所制备得到的功能紫砂滤芯陶具有长期有效的过滤净化的功能。

Claims (10)

1.一种功能紫砂滤芯陶，其特征在于，包括以下重量份的各原料：
纳米低温熔块釉10-20份、凹凸棒土10-30份、紫砂土20-30份、改性硅藻土15-25份、改性电气石粉10-20份和造孔剂1-5份。
2.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述纳米低温熔块釉由下述重量份的各原料组成：碱性长石35-45份、锂云母35-45份、硼砂14-16份和水玻璃5份；
上述各原料经煅烧形成熔块釉，在300nm以下气流粉碎，得到纳米低温熔块釉。
3.根据权利要求2所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述纳米低温熔块釉的熔融温度为650～750℃。
4.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述凹凸棒土为经超声波震荡分散5-20h得到的呈不结团纤维状态的凹凸棒土。
5.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述紫砂土主要化学成分为甲泥，主要矿物成分包括伊利石、高岭石、石英和赤铁矿。
6.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述造孔剂选自纸浆、活性炭和淀粉中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述改性硅藻土的改性处理方法包括如下步骤：
将硅藻土分散至粒度达10-100μm，得到硅藻土粉体；
将所得硅藻土粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，所述硅藻土粉体中除Si、Al的氧化物以外的其他氧化物与HCl反应，形成：
Σ(Tn xOm y+(x×n)HCl→xTCln+yH2O)
Tn xOm y主要为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O，
HCl用量为Σ(x×n)HCl中Σ(x×n)摩尔数的2-5；
将上述所得混合物置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-300℃，反应时间为2-24h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，然后将所得干燥物在氧化环境下煅烧0.5-1h，煅烧温度750-800℃，冷却后得到改性硅藻土。
8.根据权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶，其特征在于，所述改性电气石粉的改性处理方法包括如下步骤：
将电气石粉碎至粒度在1-50μm；
将粉碎后的电气石粉体与质量浓度为18-36％盐酸混合，置于闭式耐酸反应釜中加热，进行水热反应，加热温度在120-650℃，反应时间为2-48h；
反应结束冷却后，将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥后得到改性电气石粉。
9.根据权利要求1-8任一项所述的功能紫砂滤芯陶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
按重量份称取纳米低温熔块釉、凹凸棒土、改性硅藻土、改性电气石粉和造孔剂，加入适量水，球磨混合3-10h后，压制成型，于750-840℃进行无氧烧结，并于无氧烧结温度保持1-3h，然后对体系进行降温，降温同时通空气或氧气直至降至室温，得到功能紫砂滤芯陶。
10.***，其特征在于，采用如权利要求1所述的功能紫砂滤芯陶或如权利要求9所述的制备方法制备得到的功能紫砂滤芯陶作为净化载体。
CN201910774132.2A 2019-08-21 2019-08-21 功能紫砂滤芯陶及其制备方法 Pending CN110510990A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910774132.2A CN110510990A (zh) 2019-08-21 2019-08-21 功能紫砂滤芯陶及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910774132.2A CN110510990A (zh) 2019-08-21 2019-08-21 功能紫砂滤芯陶及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110510990A true CN110510990A (zh) 2019-11-29

Family

ID=68625995

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910774132.2A Pending CN110510990A (zh) 2019-08-21 2019-08-21 功能紫砂滤芯陶及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110510990A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112679202A (zh) * 2020-12-26 2021-04-20 深圳市吉迩科技有限公司 一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯
CN113149695A (zh) * 2021-04-09 2021-07-23 江西一创新材料有限公司 低温烧结高强度电子烟雾化芯用多孔陶瓷及制备方法
CN114149248A (zh) * 2021-11-05 2022-03-08 东莞哈珀科技有限公司 多孔陶瓷材料及其制备方法、发热组件、雾化器和电子烟

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102285816A (zh) * 2011-06-16 2011-12-21 曹南萍 电气石质整体式蜂窝陶瓷及其制备方法
CN103803569A (zh) * 2014-02-17 2014-05-21 江西理工大学 一种电气石粉体水热法增白的方法
CN103864080A (zh) * 2014-03-07 2014-06-18 韦仲华 一种高活性高白度低铁硅藻土处理方法
CN107698230A (zh) * 2016-08-09 2018-02-16 徐春宏 一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102285816A (zh) * 2011-06-16 2011-12-21 曹南萍 电气石质整体式蜂窝陶瓷及其制备方法
CN103803569A (zh) * 2014-02-17 2014-05-21 江西理工大学 一种电气石粉体水热法增白的方法
CN103864080A (zh) * 2014-03-07 2014-06-18 韦仲华 一种高活性高白度低铁硅藻土处理方法
CN107698230A (zh) * 2016-08-09 2018-02-16 徐春宏 一种调湿抗菌净化空气释放负离子的复合多功能室内壁材

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨华明等: "《硅酸盐矿物精细化工基础与技术》", 30 April 2012 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112679202A (zh) * 2020-12-26 2021-04-20 深圳市吉迩科技有限公司 一种多孔陶瓷组合物及其制备方法和应用该陶瓷组合物的电子烟雾化芯
CN113149695A (zh) * 2021-04-09 2021-07-23 江西一创新材料有限公司 低温烧结高强度电子烟雾化芯用多孔陶瓷及制备方法
CN114149248A (zh) * 2021-11-05 2022-03-08 东莞哈珀科技有限公司 多孔陶瓷材料及其制备方法、发热组件、雾化器和电子烟
CN114149248B (zh) * 2021-11-05 2023-05-12 东莞哈珀科技有限公司 多孔陶瓷材料及其制备方法、发热组件、雾化器和电子烟

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110510990A (zh) 功能紫砂滤芯陶及其制备方法
US10487005B2 (en) Porous glass ceramic composition and method for manufacturing the same
CN107500731A (zh) 一种微孔陶瓷过滤净化材料
CN101367529B (zh) 一种粉煤灰碱融法合成4a分子筛的方法
CN107651851B (zh) 一种应用于调湿陶瓷砖的光催化釉料及其制备方法
CN101406825A (zh) 一种利用高岭土合成4a分子筛干燥剂的方法
CN104355600A (zh) 一种高吸附性能的陶瓷组合物及其制备方法
CN103496945A (zh) 一种高吸附性能的电气石竹炭陶瓷及制备方法
CN107663084B (zh) 一种净化空气调湿陶瓷砖及其制备方法
CN103172402A (zh) 一种多功能多孔净化陶瓷颗粒材料及其制备方法
CN103204481A (zh) 一种用于水处理的活性氮化硼的合成方法
CN101830729A (zh) 多孔陶瓷过滤器及制备方法
CN112321270A (zh) 含有改性多孔材料的光催化负离子陶瓷砖及其制备工艺
CN101125270A (zh) 用于去除水中卤乙酸的过滤介质及其制备方法以及由该过滤介质制成的滤芯
CN106362677A (zh) 一种制备掺杂型二氧化碳吸附剂陶瓷的方法
CN108558353A (zh) 一种硅藻土环保保温砖及其制备方法
CN110483009A (zh) 多孔催化净化陶器材料、多功能多孔催化净化陶器材料及其制备方法
CN104028219A (zh) 利用煤矸石制备活性炭-4a型分子筛复合材料的方法
CN107199014A (zh) 一种高吸附性能的陶瓷组合物及其制备方法
CN102659449A (zh) 一种微孔轻质莫来石耐火骨料及制备方法
JP4159343B2 (ja) 多孔質焼結体及びその製造方法
CN110483095A (zh) 多孔催化蜂窝陶器材料、多功能多孔催化蜂窝陶器材料及其制备方法
Souza et al. Obtaining ceramic filter from rice husk and kaolinitic clay
CN102923724A (zh) 一种提高硅藻土比表面积及纳米孔比例的方法
CN106673691A (zh) 一种硅铝系陶质多孔材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 310015 room 602, East, 6th floor, building 1, 37 Xiangyuan Road, Gongshu District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant after: ZHEJIANG NAVIION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Applicant after: Qingdao Junrong Innovation Engineering Research Institute Co.,Ltd.

Applicant after: Xiamen Shanjun Shuijie Technology Co.,Ltd.

Address before: 310015 room 602, East, 6th floor, building 1, 37 Xiangyuan Road, Gongshu District, Hangzhou City, Zhejiang Province

Applicant before: ZHEJIANG NAVIION TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Applicant before: QINGDAO RONGCHUANG INSTITUTE OF NOVEL MATERIAL Co.,Ltd.

Applicant before: JINJIANG SHANJUN SHUIJIE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191129

RJ01 Rejection of invention patent application after publication