[发明专利]一种无机多孔陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷材料制备领域，具体的是涉及一种无机多孔陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

气固相反应是气相组分在固体催化剂作用下的反应过程，是化学工业中应用最广、规模 最大的一种反应过程。据统计，90％左右的催化反应过程是气固相催化反应过程。气固相催 化反应过程通常包括以下步骤：(1)反应气体经过颗粒内微孔扩散到固体催化剂颗粒内表面。 (2)反应气体被催化剂表面活性中心吸附。(3)在表面活性中心上进行气固相反应。(4)反 应产物从表面活性中心脱附。(5)反应产物由催化剂颗粒外表面扩散返回气流主体。

目前虽然有报道同时含有硼元素和铁元素的无机或有机材料，但通常不同时含镁、铁、 硼、氧四种元素，且不是多孔型无机陶瓷材料。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术的不足而提供一种无机多孔陶瓷材料，其同 时含镁、铁、硼、氧四种元素，机械性能稳定。

本发明的另一个目的是提供无机多孔陶瓷材料的制备方法，其工艺简单、成本低廉，适 合工业化生产。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：一种无机多孔陶瓷材料，其特征是由 含硼化合物、含镁化合物和含铁化合物制备而成，所述的含镁化合物、含铁化合物和含硼化 合物中Mg、Fe和B元素按摩尔配比为Mg∶Fe∶B＝1∶(0.10～1.65)∶(0.33～1.95)。

按上述方案，所述的含硼化合物为硼酸(H₃BO₃)、三氧化二硼(B₂O₃)、硼铁粉、硼镁铁矿 (Mg，Fe)₂Fe[BO₃]O₂和硼镁石Mg₂[B₂O₄(OH)](OH)中的任意一种或多种的混合。

按上述方案，所述的含镁化合物为镁粉、氧化镁、氯化镁、氢氧化镁、碳酸镁、硼镁铁 矿(Mg，Fe)₂Fe[BO₃]O₂和硼镁石Mg₂[B₂O₄(OH)](OH)中的任意一种或多种的混合。

按上述方案，所述的含铁化合物为氢氧化铁(Fe(OH)₃)、硝酸铁(Fe(NO₃)₃·9H₂O)、氧化铁 (Fe₂O₃)、铁的硼酸盐和硼镁铁矿(Mg，Fe)₂Fe[BO₃]O₂中的任意一种或多种的混合。

上述无机多孔陶瓷材料制备方法所采用的技术方案是：将原料含硼化合物、含镁化合物 和含铁化合物通过混合、压制成型和烧结得到无机多孔陶瓷材料，其中含硼化合物、含镁化 合物和含铁化合物中B、Mg和Fe元素按摩尔配比为Mg∶Fe∶B＝1∶(0.10～1.65)∶(0.33～1.95)，所 述的烧结工艺是常压烧结或自蔓延反应烧结，常压烧结温度为1000～1500℃，保温时间为1～60 分钟；自蔓延反应烧结温度为600～850℃，保温时间为1～60分钟。

按上述方案，所述的混合工艺为干粉混合工艺、干粉球磨工艺或液相复合工艺。

按上述方案，所述的液相复合工艺是向原料中加入25～28wt.％的浓氨水，混合搅拌1～5 小时，然后将所得混合液抽滤、洗涤，洗涤后所得滤饼放入80℃真空干燥箱中干燥6～8小时， 取出粉碎即可。

按上述方案，所述的压制成型工艺是将混合后所得的物料倒入钢制模具中，利用500吨 压力机，保压10～90分钟。

上述液相复合工艺的包覆过程中发生的化学反应式举例如下：

H₃BO₃+Fe³⁺+Mg²⁺+OH^-→Fe(OH)₃H₃BO₃Mg(OH)₂↓