一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝，包括以下步驟：1）多孔陶瓷材料的活化處理：將多孔陶瓷材料浸泡到濃度均為0.1-15%的稀酸和雙氧水混合液中，20-90℃的條件下放置0.1-2小時，然后在100-200℃的條件下干燥10-120min；2）母液的配置：量取1-50ml的硅烷偶聯(lián)劑加入到100ml的無水乙醇中，然后加入1-10%的水和0.1-2ml的HAC，20-80℃下放置0.1-3小時；3）表面改性反應(yīng)。本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝簡單，通過對原材料進行改性處理，材料由原先的親水性轉(zhuǎn)變?yōu)榱撕軓姷氖杷裕ㄓH油性），其水接觸角超過120度，對油具有超強的吸附效果，具有吸油后易反沖洗的特點，所制得多孔陶瓷功能材料可廣泛應(yīng)用于石化、冶煉、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)生的含油廢水的精細(xì)過濾處理。
【專利說明】一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001][0001]本發(fā)明涉及一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝，所制得多孔陶瓷功能材料可應(yīng)用于油水分離領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002][0002]目前含油廢水的處理過程基本由隔油、混凝和過濾三個步驟完成，對于乳化油的分離，還需要進行破乳預(yù)處理。傳統(tǒng)的除油方式不僅工藝繁瑣，設(shè)備占地面積大，成本較高，并且因為較低的除油率，處理后的含油廢水中還會殘留一定量的油污，這些處理水的排放對環(huán)境也會存在一定的污染。隨著國家對環(huán)境問題的日益重視，國家的污水排放標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)地得到提高。因此，在對于含油污水的處理提出更高要求的同時，人們也迫切地需要一種用于油水分離領(lǐng)域的新材料，而多孔陶瓷功能材料具有很好的吸附作用，因此目前市場上急需一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝。
[0004]本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，包括以下步驟:
1)多孔陶瓷材料的活化處理:將多孔陶瓷材料浸泡到濃度均為0.1-15%的稀酸和雙氧水混合液中，20-90°C下放置0.1-2小時，然后在100-200°C的條件下干燥10_120min ；
2)母液的配置:量取l_50ml的硅烷偶聯(lián)劑加入到100mL的無水乙醇中，然后加入1-10% 的水和 0.l-2ml 的 HAC，20-80°C下放置 0.1-3 小時；
3)表面改性反應(yīng):將經(jīng)過步驟2)獲得的母液加入到濃度為95%的乙醇中，配制成硅烷偶聯(lián)劑濃度為0.1-5%的改性液，然后將經(jīng)過步驟I)活化處理的多孔陶瓷材料加入到改性液中，于20-90°C的條件下攪拌反應(yīng)0.1-4小時；最后，在30-100°C的條件下干燥10-120min，在100-200°C的條件下烘干5_100min，自然冷卻后得到具有油水分離性能的多孔陶瓷功能材料。
[0005]本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，在步驟I)中:所述多孔陶瓷材料是以煤矸石、鋁礬土和石英為原料，通過手動或機械成球，然后高溫?zé)Y(jié)得到，其粒徑為1-10_，孔隙率大于10%，孔徑分布為5nm-500 μ m。
[0006]本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，在步驟I)中:所述稀酸為稀硫酸、稀鹽酸或稀硝酸。
[0007]本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，在步驟2)中:所述硅烷偶聯(lián)劑為選自辛
基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷和十八烷基三乙氧基硅烷中的一種或多種。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝簡單，通過對多孔陶瓷材料進行改性處理，材料由原先的親水性轉(zhuǎn)變?yōu)榱撕軓姷氖杷?親油性)，其水接觸角超過120度，對油具有超強的吸附效果，具有吸油后易反沖洗的特點，所制得多孔陶瓷功能材料可廣泛應(yīng)用于石化、冶煉、醫(yī)藥等行業(yè)產(chǎn)生的含油廢水的精細(xì)過濾處理。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用以說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0010]實施例1
一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝，包括以下步驟:
O多孔陶瓷材料的活化處理:將多孔陶瓷材料浸泡到濃度均為0.5%的稀硫酸和雙氧水混合液中，50°C的條件下放置I小時，然后在100°C的條件下干燥30min ；
2)母液的配置:量取5ml的辛基三乙氧基硅烷加入到100mL的無水乙醇中，然后加入1%的水和0.2ml的HAC，50°C下放置I小時；
3)表面改性反應(yīng):將經(jīng)過步驟2)獲得的母液加入到濃度為95%的乙醇中，配制成硅烷偶聯(lián)劑濃度為0.5%的改性液，然后將經(jīng)過步驟I)活化處理的多孔陶瓷材料加入到改性液中，于50°C的條件下攪拌反應(yīng)2小時；最后，在80°C的條件下干燥60min，在150°C的條件下烘干20min，自然冷卻后得到具有油水分離性能的多孔陶瓷功能材料。
[0011]本發(fā)明的多 孔陶瓷功能材料的制備工藝，在步驟I)中:所述多孔陶瓷材料是以煤矸石、鋁礬土和石英為原料，通過手動或機械成球，然后高溫?zé)Y(jié)得到，其粒徑為2_，孔隙率大于35%，孔徑分布為IOOnm-1OO μ m。
[0012]實施例2
一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝，包括以下步驟:
O多孔陶瓷材料的活化處理:將多孔陶瓷材料浸泡到濃度均為3%的稀鹽酸和雙氧水混合液中，60°C的條件下放置0.5小時，然后在120°C的條件下干燥30min ；
2)母液的配置:量取20ml的十二烷基三乙氧基硅烷加入到100mL的無水乙醇中，然后加入3%的水和0.5ml的HAC, 70°C下放置0.5小時;
3)表面改性反應(yīng):將經(jīng)過步驟2)獲得的母液加入到濃度為95%的乙醇中，配制成硅烷偶聯(lián)劑濃度為2%的改性液，然后將經(jīng)過步驟I)活化處理的多孔陶瓷材料加入到改性液中，于60°C的條件下攪拌反應(yīng)2小時；最后，在90°C的條件下干燥30min，在160°C的條件下烘干30min，自然冷卻后得到具有油水分離性能的多孔陶瓷功能材料。
[0013]本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，在步驟I)中:所述多孔陶瓷材料是以煤矸石、鋁礬土和石英為原料，原材料通過手動或機械成球，然后高溫?zé)Y(jié)得到，其粒徑為3mm,孔隙率大于40%,孔徑分布為50nm_50 μ m。
[0014]實施例3
多孔陶瓷功能材料的制備工藝，包括以下步驟:
O多孔陶瓷材料的活化處理:將多孔陶瓷材料浸泡到濃度均為5%的稀硝酸和雙氧水混合液中，80°C下放置0.3小時，然后在110°C的條件下干燥45min ；
2)母液的配置:量取30ml的十六烷基三乙氧基硅烷加入到100mL的無水乙醇中，然后加入3%的水和0.5ml的HAC，50°C下放置I小時；
3)表面改性反應(yīng):將經(jīng)過步驟2)獲得的母液加入到濃度為95%的乙醇中，配制成硅烷偶聯(lián)劑濃度為3%的改性液，然后將經(jīng)過步驟I)活化處理的多孔陶瓷材料加入到改性液中，于80°C的條件下攪拌反應(yīng)I小時；最后，在70°C的條件下干燥45min，在180°C的條件下烘干20min，自然冷卻后得到具有油水分離性能的多孔陶瓷功能材料。
[0015]本發(fā)明的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，在步驟I)中:所述多孔陶瓷材料是以煤矸石、鋁礬土和石英為原料，通過手動或機械成球，然后高溫?zé)Y(jié)得到，其粒徑為3_，孔隙率大于50%，孔徑分布為IOnm-1OO μ m。
[0016]本發(fā)明通過對制備的多孔陶瓷材料進行表面改性處理，材料由原先的親水性轉(zhuǎn)變?yōu)榱撕軓姷氖杷?親油性)，其水接觸角超過120度，對油具有超強的吸附效果。為了驗證該材料對浮油和乳化油的實際分離效果，我們選用了工業(yè)上常用的液壓油和其乳化狀態(tài)下的油水混合物進行了實驗。實驗中，我們將100g改性材料和100g原材料混合均勻，裝進長500mm，孔徑20mm的過濾柱子中，然后對液壓油和乳化油進行油水分離實驗，過濾時流速大概為lL/min。本實驗的結(jié)果如表1所示，從中可以發(fā)現(xiàn)該材料對液壓油和乳化油都具有十分良好的分離效果，其吸液壓油量可以達到36ml，乳化油33ml，吸油量超過自身重量的30%(未改性材料基本不吸油)。另外，經(jīng)過數(shù)次過濾后，處理水中的油含量基本能夠達到生活飲用水的標(biāo)準(zhǔn)(生活飲用水國標(biāo)要求石油類含量不超過0.3mg/L)。
[0017]表1多孔陶瓷功能材料對液壓油和乳化油的油水分離效果
【權(quán)利要求】
1.一種多孔陶瓷功能材料的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟: 1)多孔陶瓷材料的活化處理:將多孔陶瓷材料浸泡到濃度均為0.1-15%的稀酸和雙氧水混合液中，20-90 °C的條件下放置0.1-2小時，然后在100-200 °C的條件下干燥10-120min ； 2)母液的配置:量取l_50ml的硅烷偶聯(lián)劑加入到100mL的無水乙醇中，然后加入1-10% 的水和 0.l-2ml 的 HAC，20-80°C下放置 0.1-3 小時； 3)表面改性反應(yīng):將經(jīng)過步驟2)獲得的母液加入到濃度為95%的乙醇中，配制成硅烷偶聯(lián)劑濃度為0.1-5%的改性液，然后將經(jīng)過步驟I)活化處理的多孔陶瓷材料加入到改性液中，于20-90°C的條件下攪拌反應(yīng)0.1-4小時；最后，在30-100°C的條件下干燥10-120min，在100-200°C的條件下烘干5_100min，自然冷卻后得到具有油水分離性能的多孔陶瓷功能材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，其特征在于，在步驟I)中:所述多孔陶瓷材料是以煤矸石、鋁礬土和石英為原料，通過手動或機械成球，然后高溫?zé)Y(jié)得到，其粒徑為1-lOmm，孔隙率大于10%，孔徑分布為5nm_500 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，其特征在于，在步驟I)中:所述稀酸為稀硫酸、稀鹽酸或稀硝酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔陶瓷功能材料的制備工藝，其特征在于，在步驟2)中:所述硅烷偶聯(lián)劑為選自辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅燒和十八烷基二乙氧基 硅烷中的一種或多種。
【文檔編號】C04B41/84GK104016716SQ201310065628
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】郭磊, 奉向東 申請人:格豐科技材料有限公司