[发明专利]一种利用废弃水泥制备纳米硅材料的方法及产品

权利要求书

1.一种利用废弃水泥制备纳米硅材料的方法，所述废弃水泥为水泥的水化产物，其特征在于，包括以下步骤：

将废弃水泥粉末进行灼烧并冷却，然后将灼烧后的所述废弃水泥粉末与可作为吸水剂的固体铵盐混匀，然后加入浓酸混匀后加热蒸干并洗涤以制备纳米二氧化硅；

将所述纳米二氧化硅、金属还原剂和盐形成的混合物在保护气氛下密封加热并保温，待所述混合物冷却后先用水洗涤再用稀酸洗涤。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓酸与废弃水泥的体积质量比为4～10mL/g。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述浓酸的质量浓度为36％-38％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浓酸为浓硫酸、浓硝酸和浓盐酸中的任一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固体铵盐与所述废弃水泥的质量比大于或者等于3:1。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述固体铵盐与所述废弃水泥的质量比为5～10:1。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述固体铵盐包括氯化铵和硝酸铵中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，灼烧所述废弃水泥的温度为300～800℃，灼烧时间为0.5～3小时。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，灼烧所述废弃水泥的温度为400～800℃。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，灼烧所述废弃水泥的温度为500～800℃。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，加热蒸干时的温度为80-100℃。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在洗涤步骤后进行的干燥步骤。

13.根据权利要求1-12任一项所述的方法，其特征在于，所述混合物是由所述纳米二氧化硅、所述金属还原剂和所述盐按照摩尔比1：0.2～3：3～12混匀制得。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述混合物经稀酸洗涤后，再用稀氢氟酸或者氟化氢铵溶液洗涤浸泡2分钟以上，然后用水洗涤至中性并干燥。

15.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属还原剂包括金属镁、金属钠、金属锌、金属铝、金属钾、金属钙或金属铁中的至少一种。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述金属还原剂选自金属镁和金属铝；所述盐为碱金属的盐或者碱土金属的盐。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述盐包括氯化钾、氯化钠、氯化铝、氯化锌、氯化锂或氯化镁中的至少一种。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述稀酸包括盐酸、硝酸、硫酸或磷酸中的一种或多种，所用体积浓度为5～20％。

19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述保护气氛的气体为氮气以及稀有气体中的至少一种。

20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述氢氟酸的体积浓度为1％～5％，所述氟化氢铵溶液的质量分数为1％～20％。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加热温度为300～900℃，保温时间为1～20h。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，加热温度为650～800℃，保温时间为4～5h。