一种基于紫陶废料的多孔陶瓷及其制备方法

本发明属于陶瓷，具体涉及一种基于紫陶废料的多孔陶瓷及其制备方法，所述多孔陶瓷具有滤水功能。

背景技术：

1、水污染是人类可持续发展过程中面临的非常严重且亟待解决的问题。目前，污水处理所面临的主要问题是：污水过滤材料制备成本过高，处理效率低并且不能实现重复利用等。用于污水处理的材料一般有多孔碳材料、棉纤维材料和无机陶瓷玻璃材料等。

2、多孔陶瓷具有机械强度高、耐腐蚀、耐高温高压等特点，其制备方法较多，添加造孔剂法是常用的方法之一，该方法存在：造孔剂价格高昂、添加物可能会产生有毒有害物质、造孔方法复杂繁琐等问题。目前用于污水处理的多孔陶瓷材料中又以六方氮化硼多孔材料、堇青石多孔材料等处理效果较好，但是也存在着原料价格高、需高温煅烧带来高耗能的问题。

3、建水紫陶是用云南建水县出产的一种传统生活用品陶瓷，目前主要用作茶具、装饰摆件、烹饪器具等。紫陶在生产过程中经常会出现残次品废料，这些废料一直以来被直接丢弃，不仅占用土地而且碎片会产生潜在的扎伤人畜的危害。建水紫陶原料价格低廉，但并未得到很好地利用。

技术实现思路

1、经实验检测发现：建水紫陶材料对于污水中的化学需氧量(cod)、六价铬、镉、铅、甲基蓝一类物质具有较好的过滤吸附作用。因此，发明人以紫陶废料作为造孔剂制造用于污水过滤的多孔陶瓷材料，从而完成本发明，并且本发明的多孔陶瓷能够重复利用，具有重要的应用价值和意义。

2、因此，在一个方面，本发明提供了一种基于紫陶废料的多孔陶瓷的制备方法，所述方法包括：

3、1)称取建水陶泥加水软化，加入紫陶废料、玻璃粉，制成泥料；

4、2)将所述泥料揉匀，适当挤压排出气泡，形成多孔陶泥；

5、3)将所述多孔陶泥拉坯成型为罐状或制成陶球，待坯体半干后进行修坯，将罐状坯体壁厚调整为2-5mm，或者陶球直径为1cm；

6、4)待所述坯体干燥后，煅烧至1100℃，在1100℃保温30分钟后冷却至室温，形成多孔陶瓷。

7、进一步地，步骤1)中，所述建水陶泥是用云南省建水县境内的陶土原料制作而成的、目数为150-250目之间的陶泥。

8、进一步地，步骤1)中，所述建水陶泥与紫陶废料的重量比为700：40-60，优选700：60。

9、进一步地，步骤1)中，所述紫陶废料的最大直径在3mm以下，优选地，所述紫陶废料的细度在30目以内。

10、进一步地，步骤3)中，所述罐状坯体壁厚调整为2-3mm。

11、在另一个方面，本发明涉及由上述制备方法获得的多孔陶瓷。

12、进一步地，所述多孔陶瓷的孔均匀分布。

13、在又一个方面，本发明涉及所述多孔陶瓷在污水处理中的应用。

14、进一步地，在所述应用中，所述多孔陶瓷吸附污水中的有机废物、六价铬、镉、铅。

15、进一步地，所述多孔陶瓷吸附甲基蓝或与甲基蓝类似的有机物，优选地，当吸附饱和之后，通过将所述多孔陶瓷煅烧至600-700℃，将吸附的有机物高温分解，使得所述多孔陶瓷重复利用。

16、技术效果

17、本发明利用建水紫陶废料和泥料开发出一种陶瓷过滤新材料，对比目前使用较多的制作工艺复杂、成本高的六方氮化硼和堇青石等材料制作的多孔材料，以建水紫陶废料和泥料制作的多孔陶瓷材料制作方法简单、成本低廉、过滤吸附效果强，不仅制备了可有效用于污水处理的过滤材料，并且实现了对紫陶废料的回收利用，全面扩展了建水紫陶在新材料方面的应用，对于绿色可持续发展具有重要的应用价值。

18、此外，建水紫陶废料无毒无害，在高温煅烧过程中不会产生有毒有害物质，其存在于紫陶泥料中可以作为造孔剂，增大紫陶孔径。经实验检测发现：建水紫陶材料对于污水中的化学需氧量(cod)、六价铬、镉、铅、甲基蓝一类物质具有较好的过滤吸附作用，尤其是在对甲基蓝等有机物质吸附时，吸附饱和后还可通过煅烧高温分解，对多孔陶瓷进行重复利用。

技术特征：

1.一种基于紫陶废料的多孔陶瓷的制备方法，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述建水陶泥、紫陶废料、玻璃粉的重量比为700：40-60：15，优选700：60:15。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述紫陶废料的细度在30目以内。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述罐状坯体壁厚调整为2-3mm。

5.由权利要求1-4中任一项所述制备方法获得的多孔陶瓷。

6.如权利要求5所述的多孔陶瓷，其特征在于，所述多孔陶瓷的孔均匀分布。

7.权利要求5所述的多孔陶瓷在污水处理中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述多孔陶瓷吸附污水中的有机废物、六价铬、镉、铅。

9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述多孔陶瓷吸附甲基蓝或与甲基蓝类似的有机物。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，当吸附饱和之后，通过将所述多孔陶瓷煅烧至600-700℃，将吸附的有机物高温分解，使得所述多孔陶瓷重复利用。

技术总结
本发明涉及一种基于紫陶废料的多孔陶瓷及其制备方法，所述方法包括：将建水陶泥加水软化，加入紫陶废料、玻璃粉，制成泥料；揉匀，排出气泡，形成多孔陶泥；拉坯成型为罐状或制成陶球；干燥后煅烧，保温后冷却至室温，形成多孔陶瓷。所制得的多孔陶瓷具有滤水功能，对比目前使用较多的制作工艺复杂、成本高的六方氮化硼和堇青石等材料制作的多孔材料，本发明的多孔陶瓷材料制作方法简单、成本低廉、过滤吸附效果强，全面扩展了建水紫陶在新材料方面的应用，对于绿色可持续发展具有重要的应用价值。

技术研发人员：何金林,刘静,李峰,王怡锦,张鹏,单爱党,纳勤骁
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12