[发明专利]一种三明治结构甲醛降解功能性胶凝建料及其制备方法

权利要求书

1.一种三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，由中间层和中间层上下表面覆盖的表面层组成，中间层和表面层包括以下原料：40～60质量份高炉矿渣、10～20质量份低钙粉煤灰、10～20质量份碱性镁渣、10～15质量份碱激发剂；所述表面层还包括2～7质量份功能性催化剂；所述功能性催化剂是凝胶状的微纳米TiO₂颗粒；优选地，所述表面层还包括3～5质量份功能性催化剂。

2.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述凝胶状的微纳米TiO₂颗粒是钛酸烷基酯，是在醇，水存在的酸性条件下通过溶胶-凝胶法制备得到。

3.根据权利要求2所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述钛酸烷基酯选自钛酸正丁酯，钛酸四丁酯中的至少一种；所述醇为甲醇、乙醇中的至少一种；所述酸为盐酸，氢溴酸，氢碘酸中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述中间层厚度为30-50mm，表面层厚度为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述高炉矿渣为比表面积为400～650m²/kg；优选地，高炉矿渣包括以下质量百分的成分：27-33wt％的SiO₂，17-20wt％的Al₂O₃，0.4-0.6wt％的Na₂O，35-40wt％的CaO，6-8wt％的MgO。

6.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述粉煤灰包括以下质量百分的成分：45-55wt％的SiO₂，32-37wt％的Al₂O₃，0.8-1.1wt％的Na₂O，3.5-5wt％的CaO，0.6-0.9wt％的MgO。

7.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述镁渣包括以下质量百分的成分：30-40wt％的SiO₂，0.5-3wt％的Al₂O₃，40-50wt％的CaO，8-13wt％的MgO，3-9wt％的Fe₂O₃。

8.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述碱激发剂为水玻璃(Na₂O·nSiO₂)和NaOH按照质量3-6:1配置成的混合水溶液，碱性激发剂的模数n为1.0～3.0。

9.根据权利要求1所述的三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料，其特征在于，所述功能性光催化剂通过包括以下步骤的制备方法得到：

(T1)、按照质量份数计，将70～100份的乙醇、5～10份的水、3～5份盐酸配置成溶液A；

(T2)、按照质量份数计，包括40～50的钛酸烷基酯、60～70份的乙醇配置成溶液B；

(T3)、将溶液A缓慢滴加至溶液B中，当溶液呈现出凝胶状时，加入含有5～10份氢碘酸的乙醇溶液，搅拌15min，将15-20份的低钙粉煤灰加入到溶胶中，在恒温25℃超声分散30min。以0.5mL/min的速率加入3～5份的去离子水直至获得TiO₂疏水凝胶。

10.权利要求1-8任一项所述三明治结构甲醛降解功能性碱激发胶凝材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(S1)按照质量份数，将矿渣、粉煤灰、镁渣、碱激发剂、加入搅拌罐中，得到砂浆I；按照质量份数，将矿渣、粉煤灰、镁渣、碱激发剂、功能性催化剂加入搅拌罐中，得到砂浆II；

(S2)通过3D打印法或者模板法将砂浆I制备成中间层，在中间层的上下表面用砂浆II制备表面层；在常温下进行养护得到所述碱激发胶凝材料。