电气石基网眼多孔陶瓷的制备及其对甲基橙的吸附和降解作用
多孔陶瓷制备及应用
多孔陶瓷制备及应用多孔陶瓷是一种具有特殊结构和性能的陶瓷材料，它具有较高的孔隙率和均匀分布的孔隙结构，广泛应用于过滤、吸附、催化、电化学和生物医学等领域。
下面我将从制备方法和应用领域两个方面来介绍多孔陶瓷。
一、制备方法多孔陶瓷的制备方法主要有三种，包括模板法、聚结剂法和发泡法。
1.模板法是一种常用的制备多孔陶瓷的方法。
它的原理是利用某种模板材料(如聚合物微球、泡沫等)作为模板，通过固化、烧结等工艺将模板材料与陶瓷材料结合在一起，然后通过热处理或溶解模板材料，得到具有孔隙结构的多孔陶瓷。
模板法制备的多孔陶瓷具有孔隙分布均匀、孔径可控的特点。
2.聚结剂法是一种通过添加聚结剂来制备多孔陶瓷的方法。
聚结剂可以提高陶瓷颗粒之间的粘结力，使得陶瓷颗粒形成一定的孔隙结构。
常用的聚结剂包括有机胶体、胶粘剂等。
聚结剂法制备的多孔陶瓷具有较高的强度和较好的耐磨性。
3.发泡法是一种通过气泡或气体在陶瓷浆料中的分散和膨胀，形成孔隙结构的方法。
发泡法制备的多孔陶瓷具有孔隙分布均匀、孔隙率高的特点，适用于制备高孔隙率的多孔陶瓷。
二、应用领域多孔陶瓷具有许多独特的性能，因此在各个领域都有广泛应用。
1.过滤材料：多孔陶瓷具有较高的孔隙率和良好的孔隙结构，可以作为过滤材料应用于液体和气体的过滤领域。
例如，多孔陶瓷可用于海水淡化、饮用水净化等领域。
2.吸附材料：多孔陶瓷具有大表面积和孔隙结构，可以作为吸附剂用于气体和液体的吸附。
例如，多孔陶瓷可以用于吸附有害气体、重金属离子等。
3.催化剂：多孔陶瓷具有较高的比表面积和孔隙结构，可用于负载催化剂，提高催化反应的效率和选择性。
例如，多孔陶瓷可用于汽车尾气催化转化等。
4.电化学材料：多孔陶瓷具有良好的导电性能和化学稳定性，可用于燃料电池、超级电容器、锂离子电池等电化学器件的支撑材料。
5.生物医学材料：多孔陶瓷具有较好的生物相容性和机械稳定性，可用于骨修复、组织工程等方面。
例如，多孔陶瓷可用于骨组织修复、人工关节等。
多孔陶瓷材料的制备与介电性能研究
多孔陶瓷材料的制备与介电性能研究引言多孔材料是一类广泛应用于多个领域的重要材料。
而其中的多孔陶瓷材料以其独特的特性和广泛的应用受到了研究者们的极大关注。
本文将探讨多孔陶瓷材料的制备方法以及其介电性能的研究现状。
制备方法一种常见的多孔陶瓷材料制备方法是模板法。
这种方法首先将一个特定形状和尺寸的模板浸入浆料中，然后通过烧结等方式，将浆料固化成陶瓷材料，最后再将模板从陶瓷材料中去除，留下孔隙。
这种制备方法可以根据不同需求定制孔隙大小和形状，从而满足不同应用的要求。
另一种制备方法是发泡法。
这种方法将高温稳定、易燃的发泡剂添加到陶瓷粉末中，在高温条件下，发泡剂燃烧释放出气体，形成孔隙，同时固化成陶瓷材料。
这种方法制备的多孔陶瓷材料孔隙分布均匀，具有良好的孔隙连通性。
除了以上两种方法，还有其他多种制备多孔陶瓷材料的方法，例如静电纺丝法、溶胶-凝胶法等，每种方法都有各自的特点和适用范围。
介电性能研究多孔陶瓷材料的介电性能是其重要的物理性能之一。
通过研究介电性能，可以了解材料在电场作用下的响应和行为，以及利用这些特性设计和开发新型器件。
介电性能可以通过介电常数和介电损耗角正切来描述。
介电常数是材料在电场作用下的响应程度，其值越大，说明材料的极化程度越强。
而介电损耗角正切是材料在电场作用下能量损耗的指标，其值越小，说明材料的能量损耗越小。
研究人员通过测量多孔陶瓷材料的介电常数和介电损耗角正切，可以了解材料的介电性能。
举个例子，一些研究表明，氧化锆基多孔陶瓷材料具有较低的介电常数和介电损耗角正切，适合用于微波吸收和电介质应用。
此外，研究人员还可以通过改变多孔陶瓷材料的孔隙结构和孔隙形状，来调控材料的介电性能。
一些研究表明，多孔陶瓷材料的介电性能与孔隙形状和大小密切相关。
通过调控孔隙结构，可以改变材料的介电常数和介电损耗角正切，从而获得特定应用需要的性能。
结论多孔陶瓷材料的制备方法众多，每种方法都有其特点和适用范围。
电气石对硅藻土基多孔陶瓷孔结构与孔雀石绿脱色效果的影响的影响
电气石对硅藻土基多孔陶瓷结构与孔雀石绿脱色效果的影响※高如琴，王彩丽，郑水林，张娟(中国矿业大学化学与环境工程学院，北京100083)摘要：以硅藻土为主要原料，采用固相烧结法和低温煅烧工艺，制备了硅藻土基多孔陶瓷。
着重考察了电气石对材料的微观结构、孔径分布等材料结构以及吸附和降解孔雀石绿溶液能力的影响，并通过扫描电镜、压汞仪等手段对超细电气石粉添加前后的样品进行了表征。
结果表明：超细电气石粉的引入使材料平均孔径、孔隙率分别由240.1nm、41%下降到177.5nm、39%，比表面积、体密度由3.25m2/g、2.12g/mL上升到4.63m2/g、2.36g/mL；含电气石材料对孔雀石绿溶液具有良好的吸附和降解能力。
关键词：电气石；多孔陶瓷；孔结构;吸附和降解中图分类号：TQ174 文献标识码：A 文章编号：1001-97311 引言多孔材料是指具有一定尺寸和数量的孔隙结构的材料，通常孔隙度较大,孔隙结构作为有用的结构而存在，孔隙的尺寸、数量和分布是影响多孔材料性能的主要因素。
多孔陶瓷作为一种以孔结构为特征的新型材料，以透过性好、密度低、比表面积大、热导率小及耐高温、耐腐蚀等优良特性，广泛地应用于冶金、化工、环保、能源、医药等领域，用作过滤、分离、隔热、化工填料、生物陶瓷、催化剂和催化剂载体等材料[1，2]。
硅藻土是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积，经过地质作用而逐渐形成的一种非金属矿产。
近年来，硅藻土以其来源广泛，价格低廉，以及独特的硅藻壳体结构而受到人们的关注。
利用硅藻土的原始孔结构和低温煅烧工艺，李青[3]、V asconcelos等[4]用不同方法，成功地制备了孔径细小，成本低廉的硅藻土基多孔陶瓷。
1电气石是一种由Al，Na，Ca，Mg，B和Fe等元素组成的含水、氟等的环状硅酸盐晶体矿物，具有天然电极性、屏蔽电磁波、释放负离子和净化环境等多种功能[5]。
能够将水分子电离，在4～14μm远红外波段内具有强辐射能力，能够活化水分子，产生活性氧[6，7]。
对多孔陶瓷材料的制备及应用的分析和思考
对多孔陶瓷材料的制备及应用的分析和思考摘要多孔陶瓷材料的制备工艺是围绕着多孔结构而展开的，制备工艺根据陶瓷材料的用途以及对材料性能的不同要求被分为很多种类，多空陶瓷材料由于自身性能优良，应用范围甚广。
本文就多孔陶瓷材料的特点以及制备工艺进行阐述，并分析其在人们生活中的实际应用。
关键词多孔陶瓷；制备；应用多孔陶瓷在化学性质方面具有良好的热稳定性和抗腐蚀性，在物理性质方面又具有较高的机械强度，因为种种优良的性质和特点被广泛地应用到社会的各项生产活动中，比如生物、食品、石油、医药、水泥、环保、矿山和纺织等领域。
1 多孔陶瓷材料的特点1.1 强度高通常情况下对金属氧化物、碳化硅和二氧化硅等物质进行高温煅烧后就形成了多孔陶瓷的材料，这些材料的本身就具有超高的强度，原料颗粒在高温煅烧过程中融化后黏结，进而形成了具有高强度的陶瓷。
1.2 汽孔率高具有较多均匀可控的气孔是多孔陶瓷的重要特征，一般情况下气孔被分为开口气孔和闭口气孔两种，开口气气孔在实际应用中有消除回声、过滤和吸附等作用，闭口气孔则具有传递固体微粒，阻隔液体、声音和热量的功能。
1.3 过滤性强由于具有较高的气孔率和比表面积，透过多孔材料的过滤物质，其中的胶体物、悬浮物和微生物等污染物就会被阻截下来，具有良好的过滤性能[1]。
不仅如此，使用过一段时间后的过滤材料只要结合液体和气体对其进行反复冲洗就能恢复原有的过滤能力，实现持续反复使用。
1.4 性质稳定物质的稳定主要指物理和化学两个方面，多孔陶瓷材料不仅耐酸、耐碱，还能承受高温高压，并且在各种使用过程中不会因化学反应造成二次污染，属于绿色环保型的功能材料。
2 多孔陶瓷材料的制备工艺2.1 挤压成型工艺多孔陶瓷中的挤压成型工艺是依靠模具来进行的，就操作性而言是比较简单的工艺。
一般其模具都是蜂窝网状结构，只需将制备好的泥浆灌入模具中，进行成型烧结，便制作成功多孔陶瓷，人们生活中用于净化汽车尾气的蜂窝状陶瓷就是通过这种工艺制备而成的。
多孔陶瓷材料的制备及性能研究
多孔陶瓷材料的制备及性能研究罗钊明 王 慧 刘平安 曾令可(华南理工大学材料学院 广州 510640)摘 要 从分析网状结构多孔陶瓷材料的孔隙成形机理着手,描述了高孔隙网状结构陶瓷材料的制备工艺,包括高孔隙纤维网状结构陶瓷材料的制备,并分析了多孔陶瓷的力学性能及渗透性能。
关键词 多孔陶瓷 孔隙 制备工艺 力学性能 渗透性多孔陶瓷由于具有均匀分布的微孔或孔洞,孔隙率较高、体积密度小,还具有发达的比表面及其独特的物理表面特性,对液体和气体介质有选择的透过性,能量吸收或阻尼特性,加之陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学稳定性和尺寸稳定性,使多孔陶瓷这一绿色材料可以在气体液体过滤、净化分离,化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料,特种墙体材料和传感器材料等多方面得到广泛的应用[1]。
孔隙率作为多孔陶瓷材料的一个主要技术指标,其对材料性能有较大的影响。
一般来讲,高孔隙率的多孔陶瓷材料具有更好的隔热性能和过滤性能,因而其应用更加广泛。
1 多孔陶瓷的孔隙研究由于孔隙是影响多孔陶瓷性能及其应用的主要因素,因此在目前比较成熟的多孔陶瓷制备方法的基础上,更加注重通过特殊方法控制孔隙的大小、形态,以提高材料性能,并相应地建立孔形成、长大模型,对孔隙形成的机理进行理论分析。
1.1 多孔陶瓷的孔隙形成机理多孔陶瓷就微孔结构形式可分为:闭气孔结构和开口气孔结构[2]。
闭气孔结构是指陶瓷材料内部微孔分布在连续的陶瓷基体中,孔与孔之间相互分离,而开口气孔结构又包括陶瓷材料内部孔与孔之间相互连通和一边开口,另一边闭口形成不连通气孔两种。
多孔陶瓷的孔隙结构通常是由颗粒堆积形成的空腔,坯体中含有大量可燃物或者可分解物形成的空隙,坯体形成过程中机械发泡形成的空隙以及由于坯体成形过程中引入的有机前驱体燃烧形成的孔隙等。
一般采用骨料颗粒堆积法和前驱体燃尽法均可以制得较高的开口气孔的多孔陶瓷制品,而采用可燃物或分解物在坯体内部形成的气孔大部分为闭口气孔或半开口气孔,采用机械发泡法形成的气孔基本上都是闭口气孔。
多孔陶瓷材料的制备及其气体渗透性能研究
多孔陶瓷材料的制备及其气体渗透性能研究陶瓷材料作为一种重要的工程材料，具有优异的耐高温、耐腐蚀、高硬度等特点，因此在很多领域都得到了广泛应用。
而多孔陶瓷材料作为一类特殊的陶瓷材料，由于其良好的气体渗透性能，使其在过滤、分离、传感等方面有着广泛的应用前景。
本文将以多孔陶瓷材料的制备方法及其气体渗透性能研究为主题，综述相关研究进展，旨在为该领域的研究工作者提供参考和借鉴。
一、多孔陶瓷材料的制备方法多孔陶瓷材料的制备方法主要包括模板法、发泡法、溶胶凝胶法等。
其中，模板法是一种常用的制备多孔陶瓷材料的方法。
该方法通过选择合适的模板材料，将陶瓷原料浆料浸渍到模板中，再经过干燥、烧结等步骤，最终得到具有特定孔隙结构的陶瓷材料。
发泡法是另一种常用的制备多孔陶瓷材料的方法，该方法通过在陶瓷原料浆料中加入发泡剂，通过气泡在浆料中的扩散和干燥而形成孔隙结构。
溶胶凝胶法是一种相对较新的制备多孔陶瓷材料的方法，该方法通过将溶胶浆料在特定条件下凝胶、干燥，最终得到多孔陶瓷材料。
二、多孔陶瓷材料的气体渗透性能研究多孔陶瓷材料的气体渗透性能是其重要的性能之一，对该性能的研究有助于优化材料的设计和应用。
气体渗透性能主要指材料对气体的透过性和选择性，即气体在材料中的渗透速率和材料对不同气体的选择性。
针对多孔陶瓷材料的气体渗透性能研究，主要有以下几个方面的内容：首先是对多孔陶瓷材料的孔隙结构进行表征。
通过扫描电子显微镜、氮气吸附等测试方法，可以获得孔隙结构的参数，如孔径分布、孔隙度等。
这些参数对于理解多孔陶瓷材料的气体渗透行为具有重要意义。
其次是对气体渗透速率进行测试和分析。
常用的测试方法有气体渗透试验、测定多孔陶瓷膜的渗透速率等。
通过这些测试方法，可以推断多孔陶瓷材料的渗透机理以及对不同气体的渗透性能。
最后是对多孔陶瓷材料的选择性进行研究。
多孔陶瓷材料对不同气体的选择性取决于材料的孔隙结构和气体分子大小等因素，通过调控材料的孔隙结构和表面性质，可以实现对特定气体的选择性渗透。
(整理)多孔陶瓷的制备及性能分析.
第一章综述1.1 多孔陶瓷的概述多孔陶瓷是一种经高温烧成、体内具有大量彼此相通或闭合气孔结构的陶瓷材料，是具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、耐高温及良好隔热性能等优点的新型功能材料。
多孔陶瓷的种类繁多，几乎目前研制生产的所有陶瓷材料均可通过适当的工艺制成陶瓷多孔体。
根据成孔方法和孔隙结构的不同，多孔陶瓷可分为三类：粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷。
根据所选材质不同，可分为刚玉质、石英质、堇青石质、莫来石质、碳化硅质、硅藻土质、氧化锆质及氧化硅质等。
多孔陶瓷材料一般具有以下特性：化学稳定性好，可制成使用于各种腐蚀环境的多孔陶瓷；具有良好的机械强度和刚度，在气压、液压或其他应力载荷下，多孔陶瓷的孔道形状和尺寸不会发生变化；耐热性好，用耐高温陶瓷制成的多孔陶瓷可过滤熔融钢水和高温气体；具有高度开口、内连的气孔；几何表面积与体积比高；孔道分布较均匀，气孔尺寸可控，在0.05～600µm范围内可以制出所选定孔道尺寸的多孔陶瓷制品。
多孔陶瓷的优良性能，使其已被广泛应用于冶金、化工、环保、能源、生物等领域。
如利用多孔陶瓷比表面积高的特性，可制成各种多孔电极、催化剂载体、热交换器、气体传感器等；利用多孔陶瓷吸收能量的性能，可制成各种吸音材料、减震材料等；利用多孔陶瓷的低密度、低热传导性，可制成各种保温材料、轻质结构材料等；利用多孔陶瓷的均匀透过性，可制成各种过滤器、分离装置、流体分布元件、混合元件、渗出元件、节流元件等。
因此，多孔材料引起了材料科学工作者的极大兴趣并在世界范围内掀起了研究热潮。
1.2 多孔陶瓷的制备方法多孔陶瓷是由美国于1978年首先研制成功的。
他们利用氧化铝、高岭土等陶瓷材料制成多孔陶瓷用于铝合金铸造中的过滤,可以显著提高铸件质量,降低废品率,并在1980年4月美国铸造年会上发表了他们的研究成果。
此后,英、俄、德、日等国竞相开展了对多孔陶瓷的研究,已研制出多种材质、适合不同用途的多孔陶瓷,技术装备和生产工艺日益先进,产品已系列化和标准化,形成为一个新兴产业。
多孔陶瓷的制备工艺及环境治理应用探究
多孔陶瓷的制备工艺及环境治理应用探究发布时间：2021-10-30T04:53:39.532Z 来源：《城市建设》2021年10月上28期作者：张腾运[导读] 近几年来，多孔陶瓷的发展速度突飞猛进，并且已广泛应用于吸附过滤、膜的制备、催化载体、能源化工等诸多领域。
本文就多孔陶瓷的制备工艺，综述了溶胶-凝胶法、发泡工艺、添加造孔剂工艺、部分烧结法、泡沫注凝法和冷冻干燥法六种制备方法的原理优缺点以及成果。
同时也从废水、废气、固体污染三方面介绍多孔陶瓷的应用，探讨多孔陶瓷所存在的难点及研究方向。
吉林建筑大学张腾运吉林长春 130118摘要：近几年来，多孔陶瓷的发展速度突飞猛进，并且已广泛应用于吸附过滤、膜的制备、催化载体、能源化工等诸多领域。
本文就多孔陶瓷的制备工艺，综述了溶胶-凝胶法、发泡工艺、添加造孔剂工艺、部分烧结法、泡沫注凝法和冷冻干燥法六种制备方法的原理优缺点以及成果。
同时也从废水、废气、固体污染三方面介绍多孔陶瓷的应用，探讨多孔陶瓷所存在的难点及研究方向。
关键词：多孔陶瓷制备工艺废水废气固体污染一、前言多孔陶瓷是一种含有一定孔隙的无机非金属粉末烧结体，由于其具有高气孔率、透气阻力小、化学性质稳定、具有可再生性、强度和刚性大、绿色环保等优点，近年来已经应用于环境、冶金、能源、化工等诸多领域，为满足不同领域的应用需求，多孔陶瓷制备工艺的研究一直广受关注。
同时，多孔陶瓷以其特别的多孔结构在治理污染领域也受到广泛关注，本文将对多孔陶瓷的一些制备工艺和研究现状进行总结，同时也会探讨其在污染治理方面的应用。
二、多孔陶瓷的常见制备工艺（1）溶胶-凝胶法溶胶凝胶法的基本原理在于将制备原料（金属无机盐或者金属醇盐）在溶剂（水或醇）中形成均匀溶液，溶质与溶剂反应生成聚合体纳米级粒子形成均匀的溶胶，经干燥脱水形成凝胶，再经由热处理得到所需的粉体、纤维或薄膜。
这种方法具有如下优点：该反应由于在液相内，能够在短时间内使分子均匀化，得到的凝胶成分也很均匀；溶液中化学反应较容易进行，且所需反应温度较低；通过改变不同的条件，可以制备不同的新型材料，但是不易制备块体陶瓷材料。
多孔陶瓷的制备工艺及应用文献综述资料
文献综述多孔陶瓷的制备工艺及应用肖燕（湖南大学外国语学院 201213010322）摘要：多孔陶瓷因其独特结构和优异性能近年来成为陶瓷材料领域的一个研究热点，本文综述了多孔陶瓷制备技术的发展以及其应用。
关键词：多孔陶瓷应用制备工艺1.前言多孔陶瓷又称微孔陶瓷、泡沫陶瓷，是一种新型陶瓷材料，是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、配以添加剂经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料。
多孔陶瓷一般可按孔径大小分为3类:微孔陶瓷(孔径小于2nm)、介孔陶瓷(孔径为2~50nm)及宏孔陶瓷(孔径大于50nm)。
若按孔形结构及制备方法,其又可分为蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷两类,后者有闭孔型、开孔型及半开孔型3种基本类型。
多孔陶瓷的发展始于１９世纪７０年代，初期仅作为细菌过滤材料使用，随着控制材料的细孔结构水平的不断提高，其与玻璃纤维、金属等相比具有可控的孔结构、高的开口空隙率、均匀的透过性、机械强度高、易于再生、较低的热传导性、耐高温、抗腐蚀、使用寿命长等优良性能，给其应用开拓了广阔的前景，被广泛应用于环保、节能、化工、石油、冶炼、食品及生物医学等多个科学领域，引起全球材料科学界的密切关注。
虽然目前已有较多关于多孔陶瓷的综述文献,但近些年来在技术发展推动下,新工艺新应用不断涌现,因此有必要结合一些最新文献对多孔陶瓷的制备工艺与应用进行综述。
2.多孔陶瓷的制备工艺多孔陶瓷的性能除与组成因素相关以外,还与气孔形态、大小及分布等因素有密切关联。
从制备工艺、结构和性能角度考虑,形成气孔是多孔陶瓷制备工艺的关键步骤,也是多孔陶瓷研究的重点。
本文将从介绍目前主流制备工艺着手,重点综述新型制备工艺方面取得的进展。
2.1传统制备工艺一些研发历史较长、技术相对成熟的多孔陶瓷制备工艺已经获得了规模化的生产应用,这些工艺称为传统制备工艺,常见的有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、发泡法、挤压成型技术、颗粒堆积法等。
多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用
多孔陶瓷的制备方法、多孔陶瓷及其应用
1. 多孔陶瓷的制备方法
多孔陶瓷作为一种材料，在吸附、过滤、隔离等领域有着广泛的
应用。
其制备方法主要有以下几种：
1.1 泡沫剂法
这种方法是先将泡沫塑料经过处理，然后在其表面加上一层陶瓷，再将泡沫塑料烧掉，最终得到多孔陶瓷。
1.2 乳胶法
这种方法是将陶瓷粉末与乳胶混合，在混合物中加入发泡剂，制
成泡沫状，再进行烧结，最终得到多孔陶瓷。
1.3 发泡烧结法
这种方法是将陶瓷粉末与发泡剂混合制成泡沫状，然后进行烧结，最终得到多孔陶瓷。
2. 多孔陶瓷的应用
多孔陶瓷由于其优良的物理和化学性能，在各个领域得到了广泛
的应用。
2.1 吸附材料
多孔陶瓷具有极高的比表面积和开放孔道结构，这使得其有着极高的吸附性能。
因此，在环境工程中，多孔陶瓷被广泛应用于空气净化、水处理等方面。
2.2 过滤材料
多孔陶瓷的孔径大小可调，其过滤性能优良，可以去除水中的悬浮物、细小颗粒等。
因此，在水处理、陶瓷过滤、食品加工等方面广泛应用。
2.3 生物材料
多孔陶瓷具有良好的生物相容性和生物降解性能，因此，在骨修复、牙齿修复等领域有着重要的应用。
同时，在制备人工心脏瓣膜、人工耳蜗等医疗器械方面也被广泛应用。
综上所述，多孔陶瓷在各个领域都有着重要的应用。
其制备方法多样，可以根据不同的需求选择不同的方法进行制备。
随着科技的发展，多孔陶瓷的应用也会越来越广泛。
多孔球状氧化亚铜的制备及其对甲基橙的吸附性能研究
醋酸铜 ，氢氧 化钠，盐酸羟胺 ，明胶 ，甲基橙 ，氧
化 亚铜 。
以上试 剂均 由上 海化 学试 剂 厂提 供 ，且均 为分 析
纯。
２ 多孔球状氧化亚铜 的制备 ． ２ 取 ５ ｍｌ０ ５ ｏ／ ０ ． ｍ ｌ ２ Ｌ的醋 酸铜溶液 与 ２ ｍｌ１ ｍｏ Ｌ ５ ， ｌ ０ ／
ｈ ｌｏ Ｃｕ Ｏ ｏ ｌ ｗ ｚ
Ｔ ｅｍｏ公 司） Ｓ ｉ ｄｕＸ ３ 型 Ｘ射线衍射 仪（ ｈｒ ， ｈｍａｚ Ｄ一Ａ 日本 Ｓ ｉ ｄｕ 公 司）射 线 源 为 Ｃ Ｋ ｔ ＝０１４ ８ ｍ） ｈｍａ ｚ （ ｕ ｃ ， ．５ １ｎ ，
征 。 实验 结果表 明， 自制 的氧化亚铜 为多孔球状颗 粒 ，
且分散 比较 均匀； 其对 甲基橙 的吸 附过程 受 甲基橙初 始
ＵＶ ２ ０ Ｐ 型紫外可见 分光光度计 （ ． １２ Ｃ 中国上海 尤尼柯有
限 公 司） 。
浓度 、温度 、吸 附剂 用量扣吸 附时 间等 因素 的影 响。当 温度 为 ２ ℃、吸 附 ４ ｍ ｎ时， 自制 多孔率 可达 ９ ％￣ 。 ３ Ｘ上 红外谱 图证 实 自 制多孔球状 氧化亚铜表 面吸 附 了甲基橙 。 关键词 ： 氧 化亚铜 ；甲基橙 ；吸 附 中图分类号 ： Ｔ ４ ４２ ； ７ ８ ０６ ７３文献标 识码 ：Ａ Ｑ ２ ． Ｘ ８； ４． ９ 文章编号 ：１０ ．７ １２ ０ ） ０ １９ ３ （０ ７增刊一３ ３０ ３ ３ ．４
多孔陶瓷材料制备工艺的孔隙率与过滤性能探究
多孔陶瓷材料制备工艺的孔隙率与过滤性能探究多孔陶瓷材料作为一种常用的过滤介质，具有孔隙率高、分布均匀等特点，被广泛应用于水处理、气体净化、固液分离等领域。
孔隙率是多孔陶瓷材料制备工艺中一个重要参数，对其过滤性能有着直接影响。
本文将探究多孔陶瓷材料的制备工艺对其孔隙率及过滤性能的影响。
多孔陶瓷材料的制备工艺一般包括原料选择、配料、成型、烧结等步骤。
首先，原料的选择对多孔陶瓷材料的孔隙率有着重要影响。
常见的原料包括粉煤灰、白云石、蛭石等。
这些原料中含有大量的无定形杂质，可促使多孔陶瓷材料形成大量的孔隙。
同时，原料粒度的选择也会影响孔隙率的大小，较细的原料颗粒能够提高多孔陶瓷材料的孔隙率。
其次，配料过程中的添加剂也对多孔陶瓷材料的孔隙率产生影响。
常用的添加剂包括发泡剂、针状亲水剂等。
发泡剂能够增加多孔陶瓷材料的孔隙率，但过量添加可能会导致孔隙的不稳定性。
而针状亲水剂的添加，可使多孔陶瓷材料的孔隙更均匀地分布，提高过滤性能。
第三，成型过程中的工艺参数也对多孔陶瓷材料的孔隙率产生重要影响。
成型方式有挤压成型、压制成型等。
挤压成型能够形成更为均匀的孔隙结构，提高多孔陶瓷材料的孔隙率。
而压制成型则容易形成不规则的孔隙结构。
最后，烧结工艺是影响多孔陶瓷材料孔隙率的关键步骤。
烧结温度和时间的选择对多孔陶瓷材料的孔隙率有着直接影响。
温度过高或时间过长会导致孔隙的粗化，影响多孔陶瓷材料的过滤性能。
而温度过低或时间过短则会导致未完全烧结，使得多孔陶瓷材料的孔隙率较低。
总之，多孔陶瓷材料的制备工艺对其孔隙率及过滤性能有着重要影响。
原料选择、配料、成型以及烧结等工艺参数都需要合理控制，以获得理想的孔隙率和过滤性能。
通过不断优化工艺参数，可以获得更高效的多孔陶瓷材料，为水处理、气体净化、固液分离等领域提供更好的过滤介质。
除了孔隙率对多孔陶瓷材料的过滤性能有着直接影响之外，还有其他一些因素也会对过滤性能产生影响。
例如，孔隙结构的均匀性、孔径分布的合理性以及孔隙连接性等。
【精品文章】多孔陶瓷的制备方法及应用浅析
多孔陶瓷的制备方法及应用浅析
多孔陶瓷材料是一类重要的陶瓷材料，由于其特有的三维多孔结构使其具有高孔隙率、良好的化学稳定性、小体积密度及低导热性等特点，从而被广泛应用于众多领域。
多孔陶瓷的种类很多，按孔隙形态可以分为三类：粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷。
按孔径大小分类可分为：微孔陶瓷(孔径小于2nm)、介孔陶瓷(孔径介于2~50nm)和宏孔陶瓷(孔径大于50nm)3类。
多孔陶瓷由于均匀分布的微孔和孔洞、孔隙率较高、体积密度小，还具有发达的比表面，陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学和尺寸稳定性，使多孔材料可以在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、保温材料、生物殖入材料，特种墙体材料和传感器材料等方面得到广泛的应用。
因此，多孔陶瓷材料及其制备技术受到广泛关注。
一、多孔陶瓷材料的制备方法
1、挤压成型法
挤压是一种塑性变形工艺，可分为热挤压和冷挤压。
一般是在压力机上完成，使工件产生塑性变形，达到所需形状的一种工艺方法。
其过程是将制备好的泥条通过一种预先设计好的具有蜂窝网格结构的模具挤出成形，经过烧结后就可以得到典型的多孔陶瓷。
现在用于汽车尾气净化的蜂窝状陶瓷，它是将制备好的泥条通过一种预先设计好的具有蜂窝网格结构的模具挤出成型，经过烧结后得到典型的多孔陶瓷。
这种工艺的优点在于，可根据实际需要对孔形状和大小进行精确设计;缺点是不能成型复杂孔道结构和孔尺寸较小的材料，同时对挤出物料。
多孔陶瓷的制备方法及形成机理
每一粒骨料仅在几个点上与其他颗粒发生连 接(见下图)，形成大量的三维贯通孔道。
骨料颗粒堆积、粘接而形成的多孔陶瓷
一般来说，利用骨料颗粒的堆积、 粘接所形成的多孔陶瓷材料中，有下面 的规律：
骨料颗粒尺寸越大，形成的平均
孔径越大； 骨料颗粒尺寸分布范围越窄，所得
到的多孔陶瓷微孔的分布就越均匀。
由于添加剂与骨料间可能发生固相
中加入碳粉、碳黑等。这些物质在高温
下燃烧挥发而留下孔隙。
利用该法可制各出气孔率高于60％的
多孔陶瓷。
另外，添加可燃尽物质的数量和尺寸， 将对材料的气孔率、最大孔径会产生影响， 并降低材料的强度。
(４) 利用材料的热分解、相变、
离析而形成小孔隙。
膨润土---泡沫结构材料的粘结剂，
烧结时产生玻璃相，增加流动性； 高岭土---与膨润土有相似作用；
AlPO4---是一种空气固化剂或粘结剂，
无需加热即可使陶瓷浆硬化(但最好还是 经烘干)，它与金属熔体不起化学反应。 AlPO4最好配成50％水溶液使用。
二、多孔陶瓷的形成机理
(1) 利用骨料颗粒的堆积，粘接形成多
泡沫陶瓷的制造方法略有别于一般
陶瓷工艺，它采用特别严密的软质泡沫
塑料(如聚氨酯)为载体，进而加工成所需
形状、尺寸等。
有机材料在陶瓷料浆注入后能恢复原
状并足以弹回而没有过量的变形，留下涂
覆在泡沫纤维上的陶瓷，然后，经干燥、 高温烧结，进而完全烧尽聚合物，最后余 下一个内连开口气孔三维网状骨架和孔隙 结构(即泡沫结构)的纯粹陶瓷复制品。
粘结剂在烧结时熔融，形成液相烧结， 将骨料颗粒结合起来；同时，在骨料之间形
成孔隙。
粒状多孔陶瓷除气孔率较大外，同一般 陶瓷烧结体无大差别。
实验一多孔陶瓷的制备
实验一多孔陶瓷的制备一、实验目的1. 了解多孔陶瓷的用途2. 掌握多孔陶瓷的制备方法3. 了解多孔陶瓷的制备工艺二、实验原理多孔陶瓷是一种新型陶瓷材料，也可称为气孔功能陶瓷，它是一种利用物理表面的新型材料。
多孔陶瓷具有如下特点：巨大的气孔率、巨大的气孔表面积；可调节的气孔形状、气孔孔径及其分布；气孔在三维空间的分布、连通可调；具有其它陶瓷基体的性能，并具有一般陶瓷所没有的主要利用与其巨大的比表面积相匹配的优良热、电、磁、光、化学等功能。
实际上，很早以前人们就使用多孔陶瓷材料，例如，人们使用活性碳吸附水份、吸附有毒气体，用硅胶来做干燥剂，利用泡沫陶瓷来做隔热耐火材料等。
现在，多孔陶瓷，尤其是新型多孔陶瓷的应用范围广多了。
1. 多孔陶瓷的种类多孔陶瓷的种类很多，按所用的骨料可以分为以下六种：按孔径分为以下三种情况：2. 多孔陶瓷的制备：陶瓷产品中的孔包括：（1）封闭气孔：与外部不相连通的气孔（2）开口气孔：与外部相连通的气孔下面介绍多孔陶瓷中孔的制备方法和制备技术2.1孔的形成方法：（1）添加造成孔剂工艺：陶瓷粗粒粘结、堆积可形成多孔结构，颗粒靠粘结剂或自身粘合成型。
这种多孔材料的气孔率一般较低，20～30%左右，为了提高气孔率，可在原料中加入成孔剂(porous former)，即能在坯体内占有一定体积，烧成、加工后又能够除去，使其占据的体积成为气孔的物质。
如碳粒、碳粉、纤维、木屑等烧成时可以烧去的物质。
也有用难熔化易溶解的无机盐类作为成孔剂，它们能在烧结后的溶剂侵蚀作用下除去。
此外,可以通过粉体粒度配比和成孔剂等控制孔径及其它性能。
这样制得的多孔陶瓷气孔率可达75%左右，孔径可在μｍ—ｍｍ之间。
虽然在普通的陶瓷工艺中，采用调整烧结温度和时间的方法，可以控制烧结制品的气孔率和强度，但对于多孔陶瓷，烧结温度太高会使部分气孔封闭或消失，烧结温度太低，则制品的强度低，无法兼顾气孔率和强度，而采用添加成孔剂的方法则可以避免这种缺点，使烧结制品既具有高的气孔率，又具有很好的强度。
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第33卷第10期硅酸盐学报Vol.33,No.10 2005年10月J OURNAL OF T H E CHIN ESE CERAMIC SOCIET Y October,2005电气石基网眼多孔陶瓷的制备及其对甲基橙的吸附和降解作用罗绍华1,2,唐子龙1,闫俊萍1,张中太1(11清华大学材料科学与工程系,新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,北京 100084;21清华大学深圳研究生院,深圳 518055)摘 要:研究了电气石粉体在水基分散体系中的流变性质,制备出具有剪切变稀性的稳定浆料,运用有机泡沫浸渍法,制备出符合实用强度的电气石基网眼多孔陶瓷,考察了电气石粉体热处理后的物相变化,研究了粉体和电气石基多孔陶瓷对甲基橙水溶液的吸附降解作用。
结果表明:相对于粉体形态,网眼多孔陶瓷能够在短时间内完全吸附降解甲基橙。
关键词:电气石;多孔陶瓷;流变特性;甲基橙中图分类号:TQ63714 文献标识码: 文章编号:04545648(2005)10123106PREPARATION OF TOURMAL INE BASE D RETICU LAR POR OUS CERAMICS AN DADSORPTION AN D DEGRADATION ON METH YL ORANGEL UO S haohua1,2,TA N G Zilong1,YA N J unping1,Z HA N G Zhongtai1(11State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing,Department of Materials Science and Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084;21Graduate School at Shenzhen,Tsinghua University,518055,China)Abstract:The rheological property of tourmaline powder dispersed in water was researched.The thixotropic composite slurry containing tourmaline and assistant was obtained.The porous ceramics satisfying the utility strength was prepared by coating slurry using the organic foam impregnating process.The structure change after heat treatment was investigated.The adsorp2 tion and degradation action of the powder and porous ceramics on methyl orange aqueous solution were researched.Results indi2 cate that the methyl orange aqueous solution is completely adsorbed and degraded in a short time by porous ceramics comparing with its powder.K ey w ords:tourmaline;porous ceramic;rheologic property;methyl orange 电气石的化学通式为NaR3Al6[Si6O18][BO3]3・(O H,F)4(其中:R代表金属阳离子)。
当R为Mg2+,Fe2+或(Li+和Al3+)时,分别构成镁电气石、铁电气石和锂电气石3个端员矿物种。
加热时在晶体的两端产生相反的电荷,因而得名。
宝石级电气石具有丰富的颜色而备受青睐,同时在早期主要利用其具有的压电和热电特性,制成波长调整器、偏光仪中的偏光片、压电计、声纳元件等。
对于颜色收稿日期:20050330。
修改稿收到日期:20050909。
基金项目:国家自然科学基金(50072009);清华大学“985”(ZA28)资助项目。
第一作者:罗绍华(1973～),男,博士研究生。
不鲜艳、晶形不好的非宝石级电气石,长期以来只是被地质学家用作成岩成矿环境的指示剂或找矿标志,其开发利用一直未引起人们的重视,甚至被当作废石去除掉[1]。
1989年日本学者Kubo发现电气石存在自发的永久电极性[2],电气石的其他特性才不断为人类所认知。
近年的研究证实,电气石具有5种特性:产生负离子;电解水;缩小水分子;发射远红外线(4～14μm波长);含有有效的微量矿物质[3]。
R eceived d ate:20050330.Approved d ate:20050909.First author:L UO Shaohua(1973—),male,postgraduate student for doctor degree.E m ail:luosh03@mails.t 电气石对生活污水处理的研究和应用有待深入研究。
是随着天然自净化、环境功能材料的开发[4～6],有关电气石在环境保护方面的应用也渐渐增多[7～9],但将这种环境材料作为一种体相功能载体对有机物的降解尚未见报道。
网眼多孔陶瓷是一种具有三维网状骨架结构的高气孔率(70%～95%),体积密度小(013～016g/cm3),相互贯通气孔结构的多孔陶瓷,被广泛应用于流体过滤尤其是熔融金属过滤、高温烟气的处理、催化剂载体、固体热交换器、多孔燃烧器等,是一种重要的多功能材料。
有机泡沫体浸渍工艺具有设备少,制造成本低和工艺过程易控制等优点,是制备网眼多孔陶瓷最常见的方法,它是以有机泡沫体为骨架,将制备好的浆料均匀涂覆在有机泡沫网状体上,干燥后烧掉有机泡沫体并经高温焙烧获得网眼多孔陶瓷的一种方法[9～12]。
通过实验,以我国储量丰富的黑电气石为原料,借鉴泡沫陶瓷的制备工艺,成功制备了可作为负载其他环境功能材料(如TiO2)的网眼多孔陶瓷,使其成为具有光催化、抗菌和吸附等互相强化复合功能的新型环境材料,并探讨其对水的p H值调节和对有机物甲基橙的吸附和降解作用。
1 实 验111 样品的制备用河北产平均粒径为40μm电气石粉为主要组分。
为了实现低温烧结,加入中温釉料。
聚乙二醇(polyet hylene glycol,PEG4000)作为粉体的分散剂,羧甲基纤维素(carboxymet hyl cellulose, CMC300～800)作为浆料流变剂,上海产硅溶胶作为粘结剂,用氨水调节浆料p H值。
用球磨工艺来制取浆料。
先将一定量的去离子水、PEG4000和硅溶胶置于聚酯罐中混合,然后加入含有电气石和中温釉料的复合陶瓷粉末,磨球为玛瑙球,料球比(质量比)为1∶2。
球磨12h后加入4%(质量分数,下同)CMC溶液,再球磨12h。
加入少量消泡剂以消除浆料中的气泡。
选用河南产硬制聚氨酯泡沫塑料为有机泡沫体骨架。
由于有机泡沫体骨架中间存在大量的间膜,这些间膜易造成制品堵孔或封孔现象,浸渍浆料之前,将其作碱泡处理。
用于浸渍成型的泡沫塑料试样尺寸为10mm×20mm×125mm。
将处理好的泡沫塑料在浆料中反复浸渍挤压,排除体内多余气体,挤出多余浆料。
经浸渍成型的网眼坯体在室温空气中至少养护24h,再在110℃干燥箱中烘干。
干燥坯体在箱式电阻炉中进行烧结,为了防止泡沫塑料过快挥发导致的坯体坍塌和高温热处理时电气石的分解,同时考虑到中温釉料的玻化温度,特制定如下烧成制度:在850℃前,以1℃/min升温烧结,停留数分钟后,降至700℃保温3h,然后随炉冷却。
112 样品性能测试及表征用美国Brookhaven公司Zetaplus测量电气石粉体和分散剂的悬浮体的Zeta电位,用1mol/l盐酸和1mol/l氢氧化钠调节悬浮体p H值。
用德国Physica公司MCM300流变仪测定浆料的流变特性,测试温度为298K。
用日本理学Regaku D/ MaxⅢB型X射线衍射(X2ray diff raction,XRD)仪(Cu Kα线)对不同温度热处理后的粉体进行晶相分析。
用数码相机表征泡沫陶瓷整体形貌。
113 电气石粉体调节水p H值实验在室温下,分别用分析纯(36%～38%)盐酸、分析纯NaO H与去离子水配制成酸性溶液和碱性溶液。
分别取上述溶液200ml放入烧杯中,加入5g 电气石粉体,静置或搅拌处理并定时取样。
用PHS3C精密p H计测定溶液的p H值。
1.4 对甲基橙的吸附和降解实验方案将5g电气石粉体和相同质量的电气石多孔陶瓷,光催化剂加入盛有100ml初始浓度为20×10-6的甲基橙水溶液的敞口烧杯中,采用磁力搅拌以保证溶液中反应剂的均匀分布。
定时取样5ml,经离心分离和0.45μm微孔滤膜过滤。
采用日本岛津UV2V IS2100S紫外可见(ult raviolet2visible,UV2 V IS)分光光度计对样品在200～800nm范围进行全程扫描。
2 结果与讨论211 聚氨酯泡沫的热分解研究图1为实验用硬制聚氨酯泡沫塑料的热重差热(t hermogravimet ric differential t hermal analy2 sis,T G D TA)曲线。
从图1可以看出:在空气中聚氨酯泡沫的热分解发生在300℃左右,吸热收缩峰出现在320℃和364℃,而3个氧化放热峰分别在374,387,540℃。
超过600℃后泡沫的质量基本不再发生变化。
根据数据分析,电气石泡沫陶瓷的烧结工艺,在600℃前采取慢速升温,以满足排除・2321・ 硅 酸 盐 学 报 2005年 有机物质的需要,如果升温速率过快,则可能由于聚氨酯过快的分解速度而导致素坯在烧结过程中出现塌陷。
图1 聚氨酯泡沫T G D TA 曲线Fig.1 Thermogravimetricdifferential thermal analy sis(T G D TA )curve of polyurethane foam212 添加剂和pH 值对电气石粉体悬浮液Z eta 电位和分散稳定性的影响根据有机泡沫浸渍工艺的成型特点,要求涂覆浆料要具有一定的流动性。
浆料的流动性能保证浆料在浸渍过程中渗透到有机泡沫体中,并均匀地涂覆在泡沫网络的孔壁上。
通过控制电气石粉体在水介质中浆料的p H 值和使用分散剂来达到上述要求。
由于电气石本身存在微区的电极电场,与离子型表面活性剂发生作用,导致浆料出现“牛皮化”形式的严重聚沉和胶结现象。