[发明专利]一种Si3

说明书

本发明公开了一种Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;纤维涂层表面改性氧化铝基蜂窝陶瓷的低温原位制备方法及其制得的产品，采用铝硅酸盐矿物‑铝质原料‑金属铝‑金属硅‑碳为原料体系，以原位合成的方式和一步氮化烧成获得α‑氧化铝蜂窝陶瓷基体及对其改性的Sisubgt;3/subgt;Nsubgt;4/subgt;纤维涂层，从而获得高性能、低成本的α‑氧化铝蜂窝陶瓷。本发明原料易得、工艺简单、烧成温度、产品性能优异，对于提高α‑氧化铝陶瓷材料的品质、以及节约产品成本具有重要意义，因而具有广阔的市场前景，有利于推广应用和行业技术的进步与发展。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种Si₃N₄纤维涂层表面改性氧化铝基蜂窝陶瓷的低温原位制备方法及其制得的产品。

背景技术

催化剂载体广泛用于石油化工、环保、废气处理等行业。氧化铝是一种广泛应用的催化剂载体，市场需求量很大。氧化铝陶瓷产品作催化剂载体在实际工业中的应用主要有以下方面。

①在石油化工行业中的应用：γ-氧化铝由于具有比表面积大、活性高的特点，十分适用于加氢处理催化剂载体。该载体通过SiO₂和磷对其改性，还能提高其酸性，利于深度脱氮。

②在环保行业中的应用：水体富营养化造成很严重的水污染问题，水体富营养化主要原因在于水体中含有过剩的氮和磷而导致水生态生产力过剩，并且磷的过多使水体藻类过度繁殖。因此，可利用氧化铝为载体，并通过吸附法控制水体中氮和磷的含量。该方法操作简单、成本低、吸附效果好。

③在废气处理行业的应用：工业烟气释放的硫氧化物和氮氧化物造成严重的空气污染，引发酸雨，危害人体健康等。大孔容的活性氧化铝可用于汽车废气处理和工业烟气处理的催化剂载体。

然而，长期以来，国内制备的氧化铝载体都是γ-氧化铝粉体，对氧化铝蜂窝陶瓷研究较少，这是因为：一方面，氧化铝是瘠性料，成型性差；另一方面，γ-氧化铝极易发生相变，稳定性差。而α-氧化铝的稳定性好，且强度比γ-氧化铝高。从材料的稳定性与力学性能出发，应优选α-氧化铝作为催化剂载体。但α-氧化铝的比表面积小、成孔性差，因此亟需开发一种兼具成型性好、气孔率高、比表面积高、强度高等优点的α-氧化铝陶瓷基体的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种Si₃N₄纤维涂层表面改性氧化铝基蜂窝陶瓷的低温原位制备方法，采用铝硅酸盐矿物-铝质原料-金属铝-金属硅-碳为原料体系，以原位合成的方式和一步氮化烧成获得α-氧化铝蜂窝陶瓷基体及对其改性的Si₃N₄纤维涂层，从而获得高性能、低成本的α-氧化铝蜂窝陶瓷。本发明的另一目的在于利用上述Si₃N₄纤维涂层表面改性氧化铝基蜂窝陶瓷的低温原位制备方法制得的产品。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种Si₃N₄纤维涂层表面改性氧化铝基蜂窝陶瓷的低温原位制备方法，以基料、结合剂、润滑剂、反应基料为原料；

所述基料的组成为铝硅酸盐矿物50～70wt％、铝质原料0～12wt％、预煅烧金属铝质原料10～20wt％、金属硅质原料10～20wt％、碳质原料5～15wt％、碳酸铝1～3wt％、晶种0.1～1wt％、催化剂0.1～1wt％；

所述结合剂的用量为基料的3～5wt％，润滑剂的用量为基料的3～5wt％；

所述反应基料的组成为硅质原料50～70wt％、预煅烧金属铝质原料10～20wt％、金属硅质原料20～30wt％；

其中，所述预煅烧金属铝质原料为金属铝质原料空气下经500～600℃煅烧2～4h得到；