D0I:10.13374/i.issnl100103x.2011.0B.005 第33卷第3期 北京科技大学学报 Vo133N93 2011年3月 Journal ofUniversity of Science and Technobgy Bejjing Mar 2011 粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料的制备和性能 熊林✉刘晓荣2) 1)宝山钢铁股份有限公司研究院.上海2019002)上海应用技术学院材料工程系，上海200235 区通信作者，Email xionglin(@baosteel com 摘要以粉煤灰为骨料，采用添加造孔剂法制备粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料，研究了造孔剂用量和烧结温度对其性能的影 响.通过压汞仪，X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜等分析测试技术对试样进行了性能表征.结果表明：随着造孔剂用 量的增加，显气孔率和吸水率升高，抗弯强度和密度下降.提高烧结温度可以有效提高抗弯强度，而不影响材料的主要物相组 成：当烧结温度大于1175℃时，显气孔率和透气度显著下降.造孔剂用量为35%.烧结温度为1175℃时，可制得抗弯强度大、 气孔发达及高比表面积的多孔陶瓷过滤材料. 关键词粉煤灰多孔陶瓷：孔径分布：透气度：显微结构 分类号TQ1709 Preparaton and perform ance of fy ash porous ceram ics for filtration XIONG Li☒.LIU Xiao rong 1)Research Instiute Baoshan Iron SteelCo Ld.Shanghai201900 China 2)Deparment ofMa terials Engneerng Shanghai Instiute of Techno kgy Shangha i20035 Chna ☒Coreponding athor Emai时xmgi@baostee]cm ABSTRACT Poous ceram ics were prepared from fly ash by add ing a poremaking agent Some effects of he amount of he pore m a ng agent and siterng tem peratre on the prpertes of the porous ceramics were sudied The properties of specmenswere charac terized by pessurem erairy analyzer X-ray diffracton XRD).and fiel em iss ion scanning electon m icroscopy (SEM).The results show that with the pore making agent ncreasing he porosity and water absorption ncrease but the bending strengh and density de crease Increasing he sinering tomperatre can in prove the bend ng strengh of the porous ceramics However main Phases n he popus ceramics are si iar atdifferent snterng temperaures As he snterng temperaue ismore han1 175C.he porosity and gas pem eability decrease significanty When the amount of the poremakng agent is35%and the sintering temperaure is 1 175 C.he fly ash porous ceramics pr filtration have hgh bend ng strength advanced porosity and hgh specific surface area KEY WORDS fly as porous ceramics pore size distribu tion gas pemeability microstrucure 多孔陶瓷是一种经高温烧成、体内具有大量彼 的同时，制得高显气孔率、高比表面积和较高强度的 此相通并与材料表面相贯通的孔道结构的陶瓷材 多孔陶瓷过滤材料，是研究和发展的一个重要方向 料，它有着许多其他材料无法比拟的优异性能.多 粉煤灰是火力发电厂的固体废弃物和副产品， 孔陶瓷作为固液气分离介质以及催化剂载体等 不仅侵占土地而且污染环境1.目前，国内外对粉 已广泛用于环保、化工、石油、治炼、制药和水泥等领 煤灰的规模化应用主要集中在建材、建工、市政、交 域回.目前，商业化的多孔陶瓷原料还多限于 通和农业等领域6-.粉煤灰的主要成分是S0和 A!O、SCSO和莫来石等3，这些材料价格较 AQ,其本身具有大量微孔和很高的比表面 高，且制备过程中需要较高的烧结温度，给多孔陶瓷 积，且来源广泛，价格低廉，是制备低价高质多孔陶 大规模应用于污水处理等过滤领域造成了困难.因 瓷过滤材料的可选原料.关于利用粉煤灰制备多 此.开发和利用新的原材料，在降低成本和烧结温度 孔陶瓷的文献报道很少，其主要集中在利用粉煤 收稿日期：2010-07-01 基金项目：上海市重点学科建设基金资助项目(Ng月502)第 33卷 第 3期 2011年 3月 北 京 科 技 大 学 学 报 JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijing Vol.33 No.3 Mar.2011 粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料的制备和性能 熊 林 1) 刘晓荣 2 ) 1) 宝山钢铁股份有限公司研究院, 上海 201900 2 ) 上海应用技术学院材料工程系, 上海 200235 通信作者, E-mail:xionglin@baosteel.com 摘 要 以粉煤灰为骨料, 采用添加造孔剂法制备粉煤灰基多孔陶瓷过滤材料, 研究了造孔剂用量和烧结温度对其性能的影 响.通过压汞仪、X射线衍射仪和场发射扫描电子显微镜等分析测试技术对试样进行了性能表征.结果表明:随着造孔剂用 量的增加, 显气孔率和吸水率升高, 抗弯强度和密度下降.提高烧结温度可以有效提高抗弯强度, 而不影响材料的主要物相组 成;当烧结温度大于 1 175 ℃时, 显气孔率和透气度显著下降.造孔剂用量为 35%, 烧结温度为 1175℃时, 可制得抗弯强度大、 气孔发达及高比表面积的多孔陶瓷过滤材料. 关键词 粉煤灰;多孔陶瓷;孔径分布;透气度;显微结构 分类号 TQ170.9 Preparationandperformanceofflyashporousceramicsforfiltration XIONGLin1) , LIUXiao-rong2) 1) ResearchInstitute, BaoshanIron＆SteelCo.Ltd., Shanghai201900, China 2) DepartmentofMaterialsEngineering, ShanghaiInstituteofTechnology, Shanghai200235, China Correspondingauthor, E-mail:xionglin@baosteel.com ABSTRACT Porousceramicswerepreparedfromflyashbyaddingapore-makingagent.Someeffectsoftheamountofthepore￾makingagentandsinteringtemperatureonthepropertiesoftheporousceramicswerestudied.Thepropertiesofspecimenswerecharac￾terizedbypressuremercuryanalyzer, X-raydiffraction( XRD), andfieldemissionscanningelectronmicroscopy( SEM) .Theresults showthatwiththepore-makingagentincreasing, theporosityandwaterabsorptionincrease, butthebendingstrengthanddensityde￾crease.Increasingthesinteringtemperaturecanimprovethebendingstrengthoftheporousceramics.However, mainphasesinthe porousceramicsaresimilaratdifferentsinteringtemperatures.Asthesinteringtemperatureismorethan1 175℃, theporosityandgas permeabilitydecreasesignificantly.Whentheamountofthepore-makingagentis35% andthesinteringtemperatureis1 175 ℃, the flyashporousceramicsforfiltrationhavehighbendingstrength, advancedporosityandhighspecificsurfacearea. KEYWORDS flyash;porousceramics;poresizedistribution;gaspermeability;microstructure 收稿日期:2010--07--01 基金项目:上海市重点学科建设基金资助项目 ( No.P1502) 多孔陶瓷是一种经高温烧成、体内具有大量彼 此相通并与材料表面相贯通的孔道结构的陶瓷材 料, 它有着许多其他材料无法比拟的优异性能.多 孔陶瓷作为固 --液 --气分离介质以及催化剂载体等 已广泛用于环保 、化工 、石油、冶炼、制药和水泥等领 域 [ 1--2] .目前, 商业化的多孔陶瓷原料还多限于 Al2O3 、SiC、SiO2 和莫来石等 [ 3--4] , 这些材料价格较 高, 且制备过程中需要较高的烧结温度, 给多孔陶瓷 大规模应用于污水处理等过滤领域造成了困难.因 此, 开发和利用新的原材料, 在降低成本和烧结温度 的同时, 制得高显气孔率 、高比表面积和较高强度的 多孔陶瓷过滤材料, 是研究和发展的一个重要方向. 粉煤灰是火力发电厂的固体废弃物和副产品, 不仅侵占土地而且污染环境 [ 5] .目前, 国内外对粉 煤灰的规模化应用主要集中在建材、建工、市政、交 通和农业等领域 [ 6--7] .粉煤灰的主要成分是 SiO2 和 Al2 O3 [ 8--9] , 其本身具有大量微孔和很高的比表面 积, 且来源广泛, 价格低廉, 是制备低价高质多孔陶 瓷过滤材料的可选原料.关于利用粉煤灰制备多 孔陶瓷的文献报道很少, 其主要集中在利用粉煤 DOI :10.13374/j .issn1001 -053x.2011.03.005