CN112321297B - 利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，利用地质聚合物在60‑120℃下具有快速固化的特性，将不同种类的氧化物粉体和地质聚合物浆料按照比例混合，然后将其倒入高速分散的热硅油中，经养护、抽滤、清洗、干燥得到不同种类的多孔氧化物微球前驱体；并在500‑1200℃煅烧0.5‑10h即可获得所需的多孔氧化物微球。本发明使用的地质聚合物粘结剂原料来源广泛，整个制备流程操作简单、能耗低、成本低廉、绿色环保。本发明所制备的多孔无机微球具有较大的孔体积和比表面积，实现了粒径和孔径的可控制备，并且球形度高，该方法在氧化物微球制备方面具有很大的优势和应用前景。

Description

利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法
技术领域
本发明属于微球制备技术领域，尤其涉及一种利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法。
背景技术
微球粒径范围一般为1-500μm，因其具有优异的吸附性能、力学性能、表面活性以及可回收性而受到广泛的关注，应用范围涉及军工、环保、食品化工、核技术、医药、生物工程、信息工程微电子技术等各个领域。尤其是多孔氧化物微球具有广泛的用途，可以在不同介质中作为加强材料和填充材料，来提高基体的强度、硬度、抗化学稳定性、耐磨、耐腐蚀和耐气候性等特性。目前，多孔氧化物微球的制备方法包括：自组装法、模板法和喷雾干燥法等，上述方法工艺步骤繁琐、成本较高、对设备要求过高，使其很难实现规模化生产。
地质聚合物具有三维网络凝胶结构，在一定温度下(60-120℃)具有快速固化的特性，并且其原材料(包括：合成粉体、天然硅铝酸盐和工业废弃物)来源广泛；同时，具有强度高、耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定、耐冻融循环等优异特性。因此，利用其作为一种粘结剂来制备多孔氧化物微球，与现有制备方法相比，具有一次成型、对设备要求低、工艺流程简单、成本低廉且整个过程无污染等优点；另外，该方法制备的多孔氧化物微球球形度好，孔径、粒径可控，比表面积大，更易实现工业化生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是利用地质聚合物作为粘结剂，实现制备工艺简单、成本低廉、绿色环保的不同种类多孔氧化物微球的制备方法。
为解决上述技术问题，利用地质聚合物在一定温度(60-120℃)下具有快速固化的特性，本发明采用以下技术方案：
利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述制备多孔氧化物微球的方法包括以下步骤：
S1:将激发剂溶液和具有激发活性的粉体按照一定比例搅拌分散均匀成粘结剂浆料；
S2:将需要制备材料的氧化物粉体加入到S1中制备的地质聚合物粘接剂浆料中继续搅拌均匀；
S3:将分散均匀的浆料倒入高速分散热的二甲基硅油中，使其分散成球，经养护固化、真空抽滤、洗涤、干燥得到多孔氧化物微球前驱体；
S4：将多孔氧化物微球前驱体煅烧后即可获得所需的多孔氧化物微球。
优选的，所述步骤S1中具有激发活性的粉体包括偏高岭土、煅烧高岭土、矿渣、赤泥、钢渣、锰渣、水渣、合成硅铝粉体、粉煤灰、硅灰粉、硅微粉中的一种或者多种。
优选的，所述激发剂溶液包括各种酸性溶液和各种碱性溶液。
优选的，所述酸性溶液为磷酸溶液，所述碱性溶液为水玻璃溶液。
优选的，所述步骤S2中氧化物粉体包括二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化铝中的一种或者多种。
优选的，所述步骤S2中将需要制备材料的氧化物粉体加入到S1中制备的地质聚合物粘接剂浆料中继续搅拌均匀的方法为高速分散机下进行分散，使之成为均匀的浆料，所述步骤S3中养护固化的方法为将包含产物的二甲基硅油放入一定温度的烘箱中进行养护，使其快速固化，防止沉降粘连，所述步骤S4中多孔氧化物微球前驱体是在马弗炉中进行煅烧。
优选的，所述步骤S1中具有激发活性的粉体、激发剂溶液和水的质量百分比为：0-60％、40-100％和0-40％。
优选的，步骤S2中地质聚合物粘结剂浆料与氧化物粉体的质量比为1：0.1-0.5；混合后的分散速度为100-5000转/分钟，分散时间为1-10分钟，步骤S3中二甲基硅油的温度为60-120℃，搅拌速度为400-3000转/分钟。
优选的，步骤S3中养护固化的温度为60-120℃，养护固化时间为5分钟-96小时，步骤S4中煅烧温度为500-1000℃，煅烧时间为0.5-10h。
优选的，所述煅烧后得到的多孔氧化物微球的平均粒径为5-500μm，孔体积为0.05-0.45cm3/g，比表面积10-80m2/g。
有益效果
针对目前多孔氧化物微球制备过程中存在的问题，本申请开发了一种采用地质聚合物作为粘结剂来制备不同种类多孔氧化物微球的方法，其特征在于利用地质聚合物在一定温度(60-120℃)下具有快速固化的特性，具体操作按照以下步骤进行：首先，将激发剂溶液和具有激发活性的粉体按照一定比例分散均匀成浆料；其次，将需要制备材料的氧化物粉体加入到前面制备的地质聚合物浆料中继续搅拌均匀；然后，将分散均匀的浆料倒入高速分散热的二甲基硅油中，经养护、抽滤、清洗、干燥得到不同种类的多孔氧化物微球前驱体；并在500-1000℃煅烧1-10h即可获得所需的多孔氧化物微球。本发明制备多孔氧化物微球的方法与目前的制备技术相比：整个工艺流程简单，一次成球，对设备要求低；多孔氧化物微球前驱体在较低温度条件下即可获得，大大降低了制备过程的能耗；地质聚合物浆料的原材料来源广泛(包括：合成粉体、天然硅铝酸盐和工业废弃物)，可实现固废的循环利用，整个制备过程绿色环保。另外，按照本发明制备的多孔氧化物微球：球形度好，具有较大的孔体积和比表面积，效率高；粒径可控(5-500μm)且粒径分布均一；孔体积较大，孔径分布均匀；具有强度高、耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定等优异特性，该方法在氧化物微球制备方面具有很大的优势和应用前景。
附图说明
图1是实施例1-4利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图2是实施例1-4利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球扫描电镜照片；
图3是实施例1-4利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微粒径分布图；
图4是实施例5利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图5是实施例6利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图6是实施例7利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图7是实施例8利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图8是实施例9利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图9是实施例10利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图10是实施例11利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图11是实施例12利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
图12是实施例13利用地聚物粘结剂制备的多孔氧化物微球光学显微镜照片；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为地质聚合物粘结剂混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入地质聚合物粘结剂混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(2)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(3)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(4)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤，即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(5)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(6)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(7)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为5h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜和扫描电镜照片如图1和2所示，其平均粒径为76.24μm(如图3所示)，比表面积16.30m2/g，孔体积为0.072cm3/g。
实施例2：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)氧化铝浆料的配制：然后将氧化铝6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(2)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(3)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(4)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到氧化铝微球；
(6)洗涤：将步骤(5)的氧化铝微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(6)中获得的氧化铝微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(7)的氧化铝基微球在马弗炉中煅烧温度为700℃，煅烧时间为2h，即得多孔氧化铝基微球。
经检测，微球光学显微镜和扫描电镜照片如图1和2所示，其平均粒径为42.22μm(如图3所示)，比表面积41.43m2/g，孔体积为0.213cm3/g。
实施例3:
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化硅浆料的配制：然后将二氧化硅6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化硅微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化硅微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化硅微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化硅基微球在马弗炉中煅烧温度为900℃，煅烧时间为1h，即得多孔二氧化硅基微球。
经检测，微球光学显微镜和扫描电镜照片如图1和2所示，其平均粒径为122.19μm(如图3所示)，比表面积21.56m2/g，孔体积为0.185cm3/g。
实施例4：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化锆浆料的配制：然后将二氧化锆6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化锆微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化锆微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化锆微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化锆基微球在马弗炉中煅烧温度为1100℃，煅烧时间为1.5h，即得多孔二氧化锆基微球。
经检测，微球光学显微镜和扫描电镜照片如图1和2所示，其平均粒径为53.12μm(如图3所示)，比表面积10.21m2/g，孔体积为0.045cm3/g。
实施例5：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g、水玻璃(模数1.7)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为10h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图4所示，其平均粒径为63.50μm，比表面积17.87m2/g，孔体积为0.074cm3/g。
实施例6:
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的合成粉体3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为3000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为3h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图5所示，其平均粒径为68.50μm，比表面积18.26m2/g，孔体积为0.094cm3/g。
实施例7：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g和磷酸(质量分数30％)10g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛2g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为600℃，煅烧时间为2h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图6所示，其平均粒径为117.72μm，比表面积66.25m2/g，孔体积为0.055cm3/g。
实施例8：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的偏高岭土3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛12g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为700℃，煅烧时间为3h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图7所示，其平均粒径为253.53μm，比表面积77.37m2/g，孔体积为0.296cm3/g。
实施例9：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的合成粉体3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为400转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为120℃，养护固化时间为1分钟；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为3h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图8所示，其平均粒径为215.32μm，比表面积21.79m2/g，孔体积为0.058cm3/g。
实施例10：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的合成粉体3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为60℃，养护固化时间为96h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于60℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为1000℃，煅烧时间为0.5h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图9所示，其平均粒径为71.74μm，比表面积27.19m2/g，孔体积为0.079cm3/g。
实施例11：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的合成粉体3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛13g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为3h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图10所示。
对比例1：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的合成粉体3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为300转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为80℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于80℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为3h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图11所示，分散速度较慢时，成球效果较差。
对比例2：
(1)地质聚合物粘结剂浆料配制：将具有碱激发活性的合成粉体3g、水玻璃(模数1.9)15g和水3g混合搅拌均匀成为混合浆料；
(2)二氧化钛浆料的配制：然后将二氧化钛6g加入混合浆料中继续搅拌，混合均匀，放入分散机上，分散速度为2000转/分钟，分散3分钟，使得体系成为均一浆料；
(3)成球：将步骤(1)的均一浆料滴入到分散速度为1000转/分钟的热二甲基硅油中；
(4)养护固化：将步骤(2)的二甲基硅油及所得产物一起放入烘箱中进行养护固化，温度为50℃，养护固化时间为12h；
(5)过滤：将步骤(3)的二甲基硅油及其所得产物进行真空过滤。即可得到二氧化钛微球；
(6)洗涤：将步骤(4)的二氧化钛微球放于热水中，加入洗洁精洗净微球表面残留的硅油；
(7)干燥：将步骤(5)中获得的二氧化钛微球于50℃烘箱中进行干燥，直至其松散干燥；
(8)煅烧：将步骤(6)的二氧化钛基微球在马弗炉中煅烧，温度为500℃，煅烧时间为3h，即得多孔二氧化钛基微球。
经检测，微球光学显微镜照片如图12所示，养护温度过低，实验结果较差。
综上所述，针对目前多孔氧化物微球制备过程中存在的问题，本申请开发了一种采用地质聚合物作为粘结剂来制备不同种类多孔氧化物微球的方法，其特征在于利用地质聚合物在一定温度(60-120℃)下具有快速固化的特性，具体操作按照以下步骤进行：首先，将激发剂溶液和具有激发活性的粉体按照一定比例分散均匀成浆料；其次，将需要制备材料的纳米到微米级氧化物粉体加入到前面制备的地质聚合物浆料中继续搅拌均匀；然后，将分散均匀的浆料倒入高速分散热的二甲基硅油中，经养护、抽滤、清洗、干燥得到不同种类的多孔氧化物微球前驱体；并在500-1000℃煅烧0.5-10h即可获得所需的多孔氧化物微球。本发明制备多孔氧化物微球的方法与目前的制备技术相比：整个工艺流程简单，一次成球，对设备要求低；多孔氧化物微球前驱体在较低温度条件下即可获得，大大降低了制备过程的能耗；地质聚合物浆料的原材料来源广泛(包括：合成粉体、天然硅铝酸盐和工业废弃物)，可实现固废的循环利用，整个制备过程绿色环保。另外，按照本发明制备的多孔氧化物微球：球形度好，具有较大的孔体积和比表面积，效率高；粒径可控(5-500μm)且粒径分布均一；孔体积较大，孔径分布均匀；具有强度高、耐高温、耐腐蚀、化学性质稳定等优异特性，该方法在氧化物微球制备方面具有很大的优势和应用前景。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述制备多孔氧化物微球的方法包括以下步骤：
S1:将激发剂溶液和具有激发活性的粉体按照一定比例搅拌分散均匀成粘结剂浆料；
S2:将需要制备材料的氧化物粉体加入到S1中制备的地质聚合物粘接剂浆料中继续搅拌均匀；
S3:将分散均匀的浆料倒入高速分散热的二甲基硅油中，使其分散成球，经养护固化、真空抽滤、洗涤、干燥得到多孔氧化物微球前驱体；
S4：将多孔氧化物微球前驱体煅烧后即可获得所需的多孔氧化物微球。
所述步骤S1中具有激发活性的粉体包括偏高岭土、煅烧高岭土、矿渣、赤泥、钢渣、锰渣、水渣、合成硅铝粉体、粉煤灰、硅灰粉、硅微粉中的一种或者多种；所述步骤S2中氧化物粉体包括二氧化硅、二氧化钛、二氧化锆、氧化铝中的一种或者多种。
2.如权利要求1所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述激发剂溶液为酸性溶液或碱性溶液。
3.如权利要求2所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述酸性溶液为磷酸溶液，所述碱性溶液为水玻璃溶液。
4.如权利要求1所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述步骤S2中将需要制备材料的氧化物粉体加入到S1中制备的地质聚合物粘接剂浆料中继续搅拌均匀的方法为在高速分散机下进行分散，使之成为均匀的浆料，所述步骤S3中养护固化的方法为将包含产物的二甲基硅油放入一定温度的烘箱中进行养护，使其快速固化，防止沉降粘连，所述步骤S4中多孔氧化物微球前驱体是在马弗炉中进行煅烧。
5.如权利要求1所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述步骤S1中具有激发活性的粉体、激发剂溶液和水的质量百分比为：0-60％、40-100％和0-40％。
6.如权利要求4所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，步骤S2中地质聚合物粘结剂浆料与氧化物粉体的质量比为1：0.1-0.5；混合后的分散速度为100-5000转/分钟，分散时间为1-10分钟，步骤S3中二甲基硅油的温度为60-120℃，搅拌速度为400-3000转/分钟。
7.如权利要求1所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，步骤S3中养护固化的温度为60-120℃，养护固化时间为1分钟-96小时，步骤S4中煅烧温度为500-1000℃，煅烧时间为0.5-10h。
8.如权利要求1所述的利用地质聚合物作为粘结剂制备多孔氧化物微球的方法，其特征在于，所述煅烧后得到的多孔氧化物微球的平均粒径为5-500μm，孔体积为0.05-0.45cm3/g，比表面积10-80m2/g。
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