以高嶺土、滑石和氧化鋁粉為主要原料,以面粉和活性炭為成孔劑,按堇青石理論化學組成配料,經球磨、壓濾、練泥、陳腐后,擠壓成型為孔密度為每平方英寸100個孔,孔壁厚0.3mm的坯體,干燥后,做不同溫度(1280、1300、1340和1380℃)保溫3h和1300℃保溫不同時間(3、4、5、6h)的燒成試驗,然后檢測燒后試樣的顯氣孔率和熱膨脹系數,并進行xrd和sem分析。結果表明:(1)在1340℃保溫5h燒成可制備出顯氣孔率約為60%,平均熱膨脹系數(室溫～800℃)為1.67×10-6℃-1的純堇青石相蜂窩陶瓷。(2)在1280～1380℃保溫5h燒成的堇青石蜂窩陶瓷的顯氣孔率及吸水率均沒有顯著差異。在1300℃的燒成溫度下,當保溫時間由3h增加到4h時,試樣的顯氣孔率和吸水率略有下降;繼續延長保溫時間,試樣的顯氣孔率和吸水率變化不大。(3)在保溫5h的條件下,當燒成溫度從1280℃升至1340℃時,試樣的熱膨脹系數逐漸降低;當燒成溫度從1340℃升至1380℃時,試樣的熱膨脹系數升高。在燒成溫度為1300℃的條件下,當保溫時間從3h增加到5h時,試樣的熱膨脹系數逐漸降低;從5h增加到6h時,試樣的熱膨脹系數升高。(4)與1300℃燒成的試樣相比,1340℃燒成的試樣中有較多呈短柱狀的堇青石晶粒,且氣孔平均孔徑較大。

以高嶺土、滑石和氧化鋁為主要原料采用生料一次燒結工藝制備低膨脹堇青石蜂窩陶瓷,研究了堿金屬氧化物k2o和na2o(用r2o表示)含量對試樣熱膨脹系數、顯氣孔率和抗壓強度的影響,并利用x射線衍射儀、掃描電鏡分析了試樣的物相組成和斷面形貌。研究表明,r2o含量在0.22%以下時制備的堇青石蜂窩陶瓷的熱膨脹系數可達0.56×10-6/℃,從0.22%增加到0.52%時,熱膨脹系數增加到1.58×10-6/℃,顯氣孔率逐漸降低,而抗壓強度增大;r2o含量為0.12%的基礎配方試樣主要由定向排列的片狀堇青石晶粒構成,呈疏松多孔結構,氣孔小,隨著r2o含量的增加,氣孔尺寸變大而數量減少。

蜂窩陶瓷用堇青石的研制

蜂窩陶瓷廣泛應用于汽車尾氣凈化器載體、臭氧抑制催化劑載體、冶金工業的熱交換和金屬液的過濾等行業。堇青石因具有體積密度小、熱膨脹系數小和結構較疏松等特點成為生產蜂窩陶瓷的首選材料。筆者概述了堇青石的結構、組成及應用,闡述了合成堇青石的原料、方法,以及介紹了合成堇青石的研究進展。

蜂窩陶瓷用堇青石

選取堇青石蜂窩陶瓷作為催化劑基體,制備了堇青石蜂窩陶瓷負載cumn/ceo2-al2o3催化劑,采用xrd、bet等方法對其進行了表征,測定了其催化分解o3的活性。結果表明,cumn/ceo2-al2o3催化劑具有良好的催化活性,對o3的穩定催化分解率可達94%以上。

選取球狀堇青石蜂窩陶瓷作為催化劑基體,制備了cumn/zralti-堇青石蜂窩陶瓷催化劑,采用xrd、x射線光電子能譜(xps)、比表面積測定(bet)等分析方法對其進行了表征,測定了其催化濕式氧化含酚廢水的活性及催化劑抗壓強度、脫落率、cu2+溶出濃度等性能指標。實驗結果表明:cumn/zralti-堇青石蜂窩陶瓷催化劑在反應溫度220℃、壓力5mpa、攪拌速率為600r/min時,催化濕式氧化反應300min,cod去除率可達94.6%;球狀cumn/zralti-堇青石蜂窩陶瓷催化劑具有強度高、易裝填、易更換、脫落率低等特點,cu2+溶出濃度低于國家排放標準,適合工業化處理含酚廢水。

以潞安煤矸石為主要原料,輔以少量工業菱鎂礦、滑石和成型助劑,制備出堇青石蜂窩陶瓷。用x-射線衍射儀(xrd)和掃描電鏡(sem)分別表征了蜂窩陶瓷的物相組成和顯微結構。結果表明樣品由片狀晶相和大量微孔組成,晶相主要為堇青石。考察了各影響因素對蜂窩陶瓷性能的影響,實驗表明當總含液量約為30%、陳腐時間24h,煅燒溫度1200～1300℃下保溫4～6h時,蜂窩陶瓷載體的成型效果及性能較優。

對600孔/英寸2堇青石蜂窩陶瓷的制備、試驗方法作了詳細的論述。堇青石質蜂窩陶瓷引入以綠泥石作mgo的初始原料,擠出成型時利用高嶺土的線狀結構,通過模具細孔時,受到剪切力而發生取向降低膨脹系數,在陶瓷胚體中,添加增塑劑,采用動態控制的反應燒結技術脫塑,以實現微孔薄壁。

以擬薄水鋁石為原料,hno3為膠溶劑,制備alooh溶膠,并對堇青石蜂窩陶瓷載體進行涂覆.研究了擬薄水鋁石含量以及hno3的加入量對溶膠粘度、穩定性和涂層涂覆量的影響;比表面積法(bet法)測定堇青石蜂窩陶瓷載體涂層的比表面積;超聲波振蕩檢測了氧化鋁涂層的結合牢固度.結果表明,當擬薄水鋁石質量分數為5%~8%,n(h+)/n(alooh)=0.06~0.10時,可制得穩定的溶膠,且隨著擬薄水鋁石含量或hno3加入量的增加,溶膠的粘度增加,涂層的涂覆量增大,擬薄水鋁石含量對涂層的重現性及牢固度影響較小.

采用堇青石為主要原料,探討了球磨時間、燒成溫度和保溫時間等工藝條件對多孔堇青石材料的孔徑及其分布、氣孔率、抗壓強度和熱膨脹特性等性能的影響規律。結果表明,在合適的工藝條件下,可獲得平均孔徑小于5um、膨脹系數低于1.60×10-6/℃、孔隙率和抗壓強度分別大于50%和15mpa的多孔堇青石基體材料。

第26卷第4期 2008年12月 徐州師范大學學報(自然科學版) j.ofxuzhounormaluniv.(naturalscienceedition) vol.26,no.4 dec.,2008 收稿日期:2008-05-12 基金項目:江蘇省高校自然科學基金資助項目(07kjb150112);徐州師范大學自然科學基金資助項目(07xla06) 作者簡介:田久英(1973-),女,河北新城人,講師,碩士,主要從事催化材料的研究. 堇青石蜂窩陶瓷載體涂層的制備研究 田久英,盧菊生,吳宏 (徐州師范大學化學化工學院,江蘇徐州221116) 摘要:以擬薄水鋁石為原料,hno3為膠溶劑,制備alooh溶膠,并對堇青石蜂窩陶瓷載體進行涂覆

選取球狀堇青石蜂窩陶瓷作為催化劑基體,制備了堇青石蜂窩陶瓷負載cuo/ceo2-zro2/tio2催化劑,采用xrd、bet等方法對其進行了結構表征,測定了其催化濕式氧化含酚廢水的活性及抗壓強度、脫落率、cu2+溶出濃度等性能指標。結果表明,cuo/ceo2-zro2/tio2堇青石蜂窩陶瓷催化劑在反應溫度180℃、壓力5mpa、攪拌速率為600r/min時,催化濕式氧化反應200mincod去除率可達92.7%;球狀堇青石蜂窩陶瓷cuo/ceo2-zro2/tio2催化劑具有強度高、易裝填、易更換、脫落率低特點,cu2+溶出濃度低于環保排放標準,適合工業化處理含酚廢水。

采用水熱合成法，在堇青石蜂窩陶瓷載體上原位合成了ｚｓｍ５沸石和ａｎａｃｉｍｅ沸石，并用ｘｒｄ和ｓｅｍ等技術進行了表征．結果表明，當改變合成條件時，在堇青石表面可分別生長出厚度為３０～４０μｍ的ｚｓｍ５沸石和厚度為３０～１８０μｍ的ａｎａｃｉｍｅ沸石．隨著凝膠中ｓｉｏ２／ａｌ２ｏ３比的增大和含水量的減少，在堇青石蜂窩陶瓷上生長的分子篩的量也增加．

堇青石蜂窩陶瓷以其優異的熱性能和機械性能,在機動車尾氣凈化中廣泛用作催化轉化器載體、顆粒物捕集器等,是機動車尾氣凈化中的一類關鍵材料。隨著尾氣排放標準的日益嚴格,對堇青石蜂窩陶瓷的規格和性能提出了更高的要求。基于堇青石蜂窩陶瓷的擠出法生產,從工藝路線、原料規格、雜質元素的影響等方面入手,總結了國內外的研究現狀,并探討了進一步提高產品品質的可能途徑,以提高中國堇青石蜂窩陶瓷產品的國際競爭力,促進相關產業的發展與進步。

選用3種不同的優質粘土、滑石及工業氧化鋁,通過一定的工藝控制,在1390℃的燒成溫度、保溫4h的條件下,研制出純度較高。結晶性較好,熱膨脹系數(20～1000℃)分別為1.48×10-6,1.50×10-6/℃和1.54×10-6/℃,氣孔率分別為15％,25％和33％的堇青石質蜂窩陶瓷載體。較低的熱膨脹系數保證了載體有優異的抗熱震性能,高的氣孔率有利于后期催化劑的浸漬。實驗表明:堇青石陶瓷成分的選擇及雜質相的含量對于膨脹系數影響顯著。

堇青石—鈦酸鋁蜂窩陶瓷的研制

本文介紹了堇青石質蜂窩陶瓷的超低熱膨脹特點,分析了其超低熱膨脹機理,闡述了影響堇青石質蜂窩陶瓷超低脹系數的主要工藝因素,指出制備超低熱膨脹系數的堇青石質蜂窩陶瓷的主要途徑。

以tio2/al2o3/堇青石蜂窩陶瓷為載體,以v2o5moo3wo3為活性組分,用于氨法選擇性催化還原煙氣中no的新型催化劑,并對該催化劑的活性性能和微觀結構進行了評價和表征.同時,將該催化劑的活性性能與其它幾種活性組分相同但載體、制備方法、結構不同的催化劑進行了對比.對比結果表明,該新型催化劑能取得最好的選擇性催化還原氮氧化物催化性能.bet、ftir、xps表征實驗結果表明,其高催化活性得益于大比表面積及大孔體積,而tio2/al2o3/堇青石蜂窩陶瓷載體及其制備方法對獲得好的催化劑構型起了至關重要的作用.

分析了堇青石的特殊熱膨脹性,詳細敘述降低蜂窩陶瓷用堇青石熱膨脹系數的各種途徑,包括選擇合理的化學組成,控制原料的種類,形貌,粒度,減少原料的雜質,選擇合適的添加劑,以及燒成過程的控制等。

用硝酸溶液對堇青石質蜂窩陶瓷樣品進行處理,以堇青石為第1載體,浸漬涂覆摻雜稀土離子的自制-γal2o3為第2載體,以增加堇青石質蜂窩陶瓷的比表面積.加入鑭提高了催化劑的抗燒結性能,防止在高溫條件下催化劑表面積的損失.分析了-γal2o3的負載量及其焙燒溫度對堇青石比表面積的影響.運用xrd、bet、sem技術手段進行表征.

采用真空浸漬法,對多孔蜂窩陶瓷負載稀土復合金屬氧化物la0.8sr0.2coo3的性能進行研究。利用xrd和sem對負載后載體的晶體結構和形貌進行表征分析。考察了浸漬時間、浸漬溫度和浸漬次數對負載量的影響。實驗結果表明:最佳的浸漬時間為60min;最佳浸漬溫度為室溫;浸漬次數越多負載量越大。