硅藻土為古硅藻的化石,組成主要為SiO2、粒度為微米級、呈枝葉狀、且有孔、比表面大,具有干凝膠性,實(shí)質(zhì)上是納米干凝SiO2粉體。我國硅藻土分布廣、儲量大,目前主要用于制造保溫磚,過濾啤酒的助濾劑,以及用于鋪路等,優(yōu)點(diǎn)并未充分發(fā)揮。
從溶膠--凝膠途徑制造無機(jī)玻璃是近年國內(nèi)外研究得較多的新工藝,用此法可以在玻璃的熔化、析晶、分相的溫度以下制得均勻到原子尺寸玻璃。但由于所用原料較貴,制作工序繁復(fù)、不易控制,雖已研究二、三十年,發(fā)表了不少論文,至今還難于在生產(chǎn)廣泛應(yīng)用。
用硅藻土米要原料制造無機(jī)非金屬材料有可能解決這方面的問題。目前市場上銷售的保溫材料"微孔硅酸鈣就是先用硅藻土及CaO分別制成泥漿料,后加在一起,混勻、酸性SiO2與堿性Ca(OH)2反應(yīng)生成不溶的CaSiO3,后經(jīng)成型,100℃左右水熱處理而成的。利用職權(quán)了硅藻土的納米SiO2干凝膠粉體性,是本市一科研單位的發(fā)明專利。但這種材料還有強(qiáng)度不夠高的不足。這是因?yàn)樗疅崽幚磉不能使制品完全轉(zhuǎn)化成CaSiO3。
我們在用硅藻土為主要原料制作無機(jī)非金屬材料方面作過10多年的研究,制得了10多種性能各異、具有不同使用價(jià)值的材料,所采取的溫變比水熱處理高,但比使用一般原料的要低,時(shí)間也較短。實(shí)驗(yàn)證明此法有優(yōu)勢。制品性能穩(wěn)定,有推廣生產(chǎn),使用價(jià)值。
現(xiàn)簡介如下:
一、用硅藻土為主要原料經(jīng)水熱處理制造微孔玻璃
微孔玻璃在生物、化工、醫(yī)藥工業(yè)中可用作載體、分離材料。
我們用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,并往其中添加其它一些原料配制Na2O-CaO-Al2O3-SiO2玻璃或CaO-Al2O3-B2O3-SiO2料,先作水熱處理,后用其熔制玻璃。熔制溫度比用通常原料要低、溶制時(shí)間也較短。將制得的玻璃按常法作分相熱處理及酸浸析出理即可得到孔徑幾十、幾百、仟埃乃至微米級的微孔玻璃?讖酱笮 ⒖紫堵视稍疾AЫM成及分相熱處理?xiàng)l件來調(diào)節(jié)。此項(xiàng)研究已申請到專利,并已推廣生產(chǎn)。
二、用硅藻土為主要原料制造無機(jī)分離膜
膜分離技術(shù)近年發(fā)展很快,在化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。它有分離效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。膜分離技術(shù)的關(guān)鍵是膜材料。有機(jī)膜材料成本低,便于大量生產(chǎn),是目前主要使用的膜材料。但有機(jī)膜材料有不耐溫、強(qiáng)度不高的不足,限制了它的使用范圍。無機(jī)膜材料可彌補(bǔ)有機(jī)膜的不足,是目前國內(nèi)外膜研究的重點(diǎn)對向。但由于原料成本高,工藝繁復(fù),至今還難于大量生產(chǎn),廣泛應(yīng)用。
我們用硅藻土為主要原料制造,先很方便地制得粒度小于1微米的粉料,后往其中添加成孔劑,經(jīng)成型后燒結(jié),排除成孔劑后即得?讖酱笮∮煞哿狭6却笮】刂,孔隙率內(nèi)引入的成孔劑的量控制。用此法可很方便地制得孔徑小于1微米的無機(jī)膜材料,其中包括耐高溫,熱震性能好的無機(jī)膜材料,有廣泛的使用價(jià)值,其中包括飲用水的除細(xì)菌處理等。
三、用硅藻土為主要原料制造孔徑百微米有的多孔材料
用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,另加一些氧化物,氫氧化物配制原料,先作水熱處理,后往其中添加粒度為百微米級的成孔劑,經(jīng)混勻,成型,燒結(jié),排除成孔劑后即可制得孔徑百微米級的多孔材料?讖接沙煽讋┑牧6却笮】刂,孔隙率由引入的成孔劑的量控制。這種材料可用于固定微生物作活水的分解處理用,也可用于貯存、分配液體,作氣體過濾介質(zhì)以及催化劑載體用。
四、用硅藻土為主要原料制造中空玻璃珠
用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,往其中添加某些氧化物,氫氣化物及起泡劑配制玻璃料,先將粉料作水熱處理及預(yù)燒,后將其加工成百微米粒度的粉料,然后在火焰中噴燒,即可制得中空玻璃珠。
這種材料可用作塑料填料,有提高塑料強(qiáng)度,減輕重量而又不燃的作用,也可用作生物工程中細(xì)胞培養(yǎng)的微載體。
五、具有光電氧化,還原作用的涂TiO2的微孔玻璃及中空玻璃珠的制造
根據(jù)現(xiàn)代固體電子理論,物質(zhì)只要具有幾十埃大小的有序結(jié)構(gòu)就有塊狀固體材料一樣的能帶結(jié)構(gòu),用能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光輻照這種材料就可以產(chǎn)生電子同空穴,能對與其接觸的物質(zhì)起氧化,還原作用。
我們用硅藻土為主要原料制得的微孔玻璃及比重小于1的中空玻璃珠作表面涂TiO2膜處理,制得了涂TiO2的微孔玻璃及中空玻璃珠,用策孔玻璃及中空玻璃珠作有增大活性表面及浮于水面,容易感光的作用。經(jīng)試驗(yàn),有光氧化,還原作用。
我們還用往TiO2中摻雜的辦法擴(kuò)大對陽光的作用范圍。
六、用硅藻土為主要原料制造泡沫玻璃
泡沫玻璃是一種優(yōu)良的隔熱,吸聲材料,它與其它隔熱,吸聲材料比有導(dǎo)熱系數(shù)低,性能穩(wěn)定,不燃,不吸水,抗腐蝕,使用溫度范圍寬,機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)良,是相當(dāng)理想的隔熱,吸聲材料。
現(xiàn)泡沫玻璃多用廢玻璃為原料制造,也有用珍珠巖,黑曜巖等天然材料為原料制造的。但用這些材料制造在原料加工方面需較多工序,不一定便宜。
我們用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,另添加一些堿金屬,堿土金屬氧化物或氫氧化物,以及起泡劑,先作水熱處理,后細(xì)磨,入模,焙燒,脫模,退火等工序也可方便地制得。
七、用硅藻土為主要原料制造硅有機(jī)化合物
用硅藻土加K2O及某些有機(jī)化合物為原料,利用硅藻土的酸性干凝膠納米粉體性,可在150℃處理制得硅有機(jī)化合物。這種材料導(dǎo)電,防火,可用作涂料等用。
除此之外,我們還用硅藻土為主要原料制得金星玻璃。無硼無堿玻璃,茶色玻璃,瓶灌玻璃等,不一一介紹。
從溶膠--凝膠途徑制造無機(jī)玻璃是近年國內(nèi)外研究得較多的新工藝,用此法可以在玻璃的熔化、析晶、分相的溫度以下制得均勻到原子尺寸玻璃。但由于所用原料較貴,制作工序繁復(fù)、不易控制,雖已研究二、三十年,發(fā)表了不少論文,至今還難于在生產(chǎn)廣泛應(yīng)用。
用硅藻土米要原料制造無機(jī)非金屬材料有可能解決這方面的問題。目前市場上銷售的保溫材料"微孔硅酸鈣就是先用硅藻土及CaO分別制成泥漿料,后加在一起,混勻、酸性SiO2與堿性Ca(OH)2反應(yīng)生成不溶的CaSiO3,后經(jīng)成型,100℃左右水熱處理而成的。利用職權(quán)了硅藻土的納米SiO2干凝膠粉體性,是本市一科研單位的發(fā)明專利。但這種材料還有強(qiáng)度不夠高的不足。這是因?yàn)樗疅崽幚磉不能使制品完全轉(zhuǎn)化成CaSiO3。
我們在用硅藻土為主要原料制作無機(jī)非金屬材料方面作過10多年的研究,制得了10多種性能各異、具有不同使用價(jià)值的材料,所采取的溫變比水熱處理高,但比使用一般原料的要低,時(shí)間也較短。實(shí)驗(yàn)證明此法有優(yōu)勢。制品性能穩(wěn)定,有推廣生產(chǎn),使用價(jià)值。
現(xiàn)簡介如下:
一、用硅藻土為主要原料經(jīng)水熱處理制造微孔玻璃
微孔玻璃在生物、化工、醫(yī)藥工業(yè)中可用作載體、分離材料。
我們用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,并往其中添加其它一些原料配制Na2O-CaO-Al2O3-SiO2玻璃或CaO-Al2O3-B2O3-SiO2料,先作水熱處理,后用其熔制玻璃。熔制溫度比用通常原料要低、溶制時(shí)間也較短。將制得的玻璃按常法作分相熱處理及酸浸析出理即可得到孔徑幾十、幾百、仟埃乃至微米級的微孔玻璃?讖酱笮 ⒖紫堵视稍疾AЫM成及分相熱處理?xiàng)l件來調(diào)節(jié)。此項(xiàng)研究已申請到專利,并已推廣生產(chǎn)。
二、用硅藻土為主要原料制造無機(jī)分離膜
膜分離技術(shù)近年發(fā)展很快,在化工、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。它有分離效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。膜分離技術(shù)的關(guān)鍵是膜材料。有機(jī)膜材料成本低,便于大量生產(chǎn),是目前主要使用的膜材料。但有機(jī)膜材料有不耐溫、強(qiáng)度不高的不足,限制了它的使用范圍。無機(jī)膜材料可彌補(bǔ)有機(jī)膜的不足,是目前國內(nèi)外膜研究的重點(diǎn)對向。但由于原料成本高,工藝繁復(fù),至今還難于大量生產(chǎn),廣泛應(yīng)用。
我們用硅藻土為主要原料制造,先很方便地制得粒度小于1微米的粉料,后往其中添加成孔劑,經(jīng)成型后燒結(jié),排除成孔劑后即得?讖酱笮∮煞哿狭6却笮】刂,孔隙率內(nèi)引入的成孔劑的量控制。用此法可很方便地制得孔徑小于1微米的無機(jī)膜材料,其中包括耐高溫,熱震性能好的無機(jī)膜材料,有廣泛的使用價(jià)值,其中包括飲用水的除細(xì)菌處理等。
三、用硅藻土為主要原料制造孔徑百微米有的多孔材料
用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,另加一些氧化物,氫氧化物配制原料,先作水熱處理,后往其中添加粒度為百微米級的成孔劑,經(jīng)混勻,成型,燒結(jié),排除成孔劑后即可制得孔徑百微米級的多孔材料?讖接沙煽讋┑牧6却笮】刂,孔隙率由引入的成孔劑的量控制。這種材料可用于固定微生物作活水的分解處理用,也可用于貯存、分配液體,作氣體過濾介質(zhì)以及催化劑載體用。
四、用硅藻土為主要原料制造中空玻璃珠
用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,往其中添加某些氧化物,氫氣化物及起泡劑配制玻璃料,先將粉料作水熱處理及預(yù)燒,后將其加工成百微米粒度的粉料,然后在火焰中噴燒,即可制得中空玻璃珠。
這種材料可用作塑料填料,有提高塑料強(qiáng)度,減輕重量而又不燃的作用,也可用作生物工程中細(xì)胞培養(yǎng)的微載體。
五、具有光電氧化,還原作用的涂TiO2的微孔玻璃及中空玻璃珠的制造
根據(jù)現(xiàn)代固體電子理論,物質(zhì)只要具有幾十埃大小的有序結(jié)構(gòu)就有塊狀固體材料一樣的能帶結(jié)構(gòu),用能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光輻照這種材料就可以產(chǎn)生電子同空穴,能對與其接觸的物質(zhì)起氧化,還原作用。
我們用硅藻土為主要原料制得的微孔玻璃及比重小于1的中空玻璃珠作表面涂TiO2膜處理,制得了涂TiO2的微孔玻璃及中空玻璃珠,用策孔玻璃及中空玻璃珠作有增大活性表面及浮于水面,容易感光的作用。經(jīng)試驗(yàn),有光氧化,還原作用。
我們還用往TiO2中摻雜的辦法擴(kuò)大對陽光的作用范圍。
六、用硅藻土為主要原料制造泡沫玻璃
泡沫玻璃是一種優(yōu)良的隔熱,吸聲材料,它與其它隔熱,吸聲材料比有導(dǎo)熱系數(shù)低,性能穩(wěn)定,不燃,不吸水,抗腐蝕,使用溫度范圍寬,機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)良,是相當(dāng)理想的隔熱,吸聲材料。
現(xiàn)泡沫玻璃多用廢玻璃為原料制造,也有用珍珠巖,黑曜巖等天然材料為原料制造的。但用這些材料制造在原料加工方面需較多工序,不一定便宜。
我們用硅藻土為主要原料引進(jìn)SiO2及少量Al2O3,另添加一些堿金屬,堿土金屬氧化物或氫氧化物,以及起泡劑,先作水熱處理,后細(xì)磨,入模,焙燒,脫模,退火等工序也可方便地制得。
七、用硅藻土為主要原料制造硅有機(jī)化合物
用硅藻土加K2O及某些有機(jī)化合物為原料,利用硅藻土的酸性干凝膠納米粉體性,可在150℃處理制得硅有機(jī)化合物。這種材料導(dǎo)電,防火,可用作涂料等用。
除此之外,我們還用硅藻土為主要原料制得金星玻璃。無硼無堿玻璃,茶色玻璃,瓶灌玻璃等,不一一介紹。