本發明涉及一種陶瓷粉體材料，尤其涉及一種功能性陶瓷粉體材料及其制備方法。
背景技術：
：隨著人民生活水平的不斷提高，具有節能環保、人體保健功能的產品正在備受世人關注。目前已經開發出了多種功能陶瓷材料，這些功能陶瓷材料的應用已經非常廣泛。如專利zl02125487.7公開了一種多功能健康陶瓷粉體材料的組成、制備方法，該材料具有優良的輻射遠紅外線功能，可以活化水、抗菌，在陶瓷制品和水處理行業已經廣泛應用；專利zl200410062705.2公開了一種具有活化流體燃料分子及助燃功能的陶瓷粉體材料的組成、制備方法和用途，該材料具有優良的活化燃油、活化空氣功能，在汽油車、柴油車節能領域已經廣泛應用；專利cn200610014778.3公開了一種功能陶瓷保健材料及其制備方法。目前，隨著汽車保有量的增加，汽車尾氣造成的環境污染問題越來越嚴重，如何消除汽車尾氣已經成為當今世界研究的熱點問題。本發明正是在此研究背景下做出的，旨在消除環境中的汽車尾氣。技術實現要素：本發明的目的在于提供一種功能陶瓷粉體材料及其制備方法，該陶瓷粉體材料能夠吸附并消除環境中的汽車尾氣，凈化空氣。為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：一方面，本發明提供了一種功能陶瓷粉體材料，由以下重量百分比的原料制成：汽車尾氣催化材料32～42份，如33份、34份、35份、36份、38份、39份、40份或41份等；吸附材料10～15份，如11份、12份、13份、14份或14.5份等；稀土礦物材料4～8份，如5份、6份、7份或7.5份等；粘結材料35～40份，如36份、37份、38份、39份或39.8份等；儲氧材料1～3份，如1.5份、2份、2.5份或2.8份等；所述儲氧材料為cexzr0.93-xfeyla0.07-yo2，其中x＝0.2-0.8，如0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.75等，y＝0-0.01，如0.001、0.003、0.005、0.007或0.009等。所述儲氧材料可根據現有技術制備得到，如cn102744074a中公開的制備方法。本發明提供的功能陶瓷粉體材料中儲氧材料與汽車尾氣催化材料和吸附材料之間具有協同作用，其三者在功能上相互促進，使得該功能陶瓷粉體材料用于汽車尾氣的催化氧化性能上明顯提升。作為優選的技術方案，本發明提供了一種功能陶瓷粉體材料，按重量百分比由以下原料制成：所述的汽車尾氣催化材料為伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物；所述汽車尾氣催化材料中貴金屬的重量百分比為0.05～0.5份，如0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.45份；所述汽車尾氣催化材料中伽馬氧化鋁的重量百分比為50～80份，如55份、60份、65份、70份、75份或78份。伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物是汽車三元催化器中常用的汽車尾氣催化材料，而且生產制備方法已經很成熟，本發明中采用此種催化材料不但催化效果好，而且成本較低。所述的吸附材料為鐵沸石、海泡石或炭分子篩的一種或至少兩種的混合物；典型但非限制性的組合如，鐵沸石與海泡石，鐵沸石與炭分子篩，鐵沸石、海泡石與炭分子篩，所述吸附材料中海泡石的重量百分比為0.25～15.0％，如0.3％、0.5％、1.0％、2.0％、3.0％、5.0％、8.0％、10.0％、12.0％或14.0％。海泡石具有大的比表面積，較大的離子交換能力，因而在化學催化，農藥，有機肥填料領域、廢水、廢氣的處理等方面的應用日益廣泛。呈纖維狀存在的海泡石，具有極大的潛在比表面積，具有很大的吸附能力。海泡石擁有包括貫穿整個結構的沸石水通道和孔洞以及大的表面積，理論上具有大量孔徑為0.36nm－1.06nm的管狀孔道及部分中孔和少量大孔結構。海泡石有高達900m2/g的理論表面積，在通道和孔洞中可以吸附大量的水與氣體中極性物質，包括低極性物質。因此，海泡石具有很強的吸附能力。沸石具有架狀結構，就是說在它們的晶體內，分子像搭架子似地連在一起，中間形成很多空腔。沸石可以用來吸附某些污染物。碳分子篩是利用篩分的特性來達到分離氣體的目的。在分子篩吸附雜質氣體時，大孔和中孔只起到通道的作用，將被吸附的分子運送到微孔和亞微孔中，微孔和亞微孔才是真正起吸附作用的容積。碳分子篩內部包含有大量的微孔，這些微孔允許動力學尺寸小的分子快速擴散到孔內，同時限制大直徑分子的進入。由于不同尺寸的氣體分子相對擴散速率存在差異，氣體混合物的組分可以被有效的分離。所述稀土礦物材料為石英斑巖、大理石斑巖、獨居石、花崗巖、花崗偉晶巖、磷酸鈰鐿礦或磷酸鈰鑭礦中的一種或至少兩種的混合物。典型但非限制性的組合如，石英斑巖與大理石斑巖，獨居石、花崗巖與花崗偉晶巖，磷酸鈰鐿礦與磷酸鈰鑭礦。稀土有凈化環境的功能。汽車尾氣凈化催化劑是稀土應用量最大的項目之一。所述粘結材料為膨潤土和/或蘇州土。所述各原料的粒徑均不低于200目，如250目、260目、280目、300目、320目、350目或480目等。所述功能陶瓷粉體材料的中位徑為0.2～8.0微米，如0.5微米、1.0微米、3.0微米、5.0微米、6.0微米或7.0微米。另一方面，本發明還提供了一種如上所述的功能陶瓷粉體材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將所述重量百分比的原料球磨混料，使得到的粉體粒徑不低于200目，，如250目、260目、280目、300目、320目、350目或480目等。(2)在步驟(1)得到的粉體中均勻噴灑占粉體重量0.5～2.0％的清水，如0.8％、1.0％、1.2％、1.3％、1.5％或1.8％等；(3)用壓力機將步驟(2)制備的粉體成型，制得陶瓷坯體；(4)將步驟(3)制備的坯體在850～1200℃(如900℃、950℃、1000℃、1050℃、1100℃或1150℃等)燒結1.5～4h(如2h、2.5h、3h或3.5h等)，制得陶瓷燒結體；(5)將步驟(4)制備的陶瓷燒結體破碎、粉碎、研磨，制成中位徑為0.2～8.0微米的功能陶瓷粉體材料，如0.5微米、1.0微米、3.0微米、5.0微米、6.0微米或7.0微米等。本發明所述的功能陶瓷材料可制成陶瓷片或其他形式的陶瓷體裝填于汽車尾氣凈化器中，用于降解汽車產生的尾氣。與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明的陶瓷材料具有降解空氣中的汽車尾氣的作用，可改善空氣質量；由于添加了吸附材料和儲氧材料，本發明的陶瓷材料降解污染物的能力大大提高；本發明陶瓷材料的各組分均為常見物質，可輕易獲得；本發明所述的陶瓷材料制備方法簡單，適宜工業化生產。具體實施方式下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。實施例1一種功能陶瓷粉體材料，由以下重量百分比的原料制成：所述儲氧材料為cexzr0.93-xfeyla0.07-yo2，其中x＝0.2，y＝0。所述的汽車尾氣催化材料為伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物；所述汽車尾氣催化材料中貴金屬的重量百分比為0.05％；所述汽車尾氣催化材料中伽馬氧化鋁的重量百分比為50％。所述的吸附材料為鐵沸石；所述稀土礦物材料為石英斑巖。所述粘結材料為膨潤土。所述各原料的粒徑均為200目。所述功能陶瓷粉體材料的中位徑為0.2～0.5微米。所述的功能陶瓷粉體材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將所述重量百分比的原料球磨混料，使得到的粉體粒徑為200目；(2)在步驟(1)得到的粉體中均勻噴灑占粉體重量0.5％的清水；(3)用壓力機將步驟(2)制備的粉體成型，制得陶瓷坯體；(4)將步驟(3)制備的坯體在850攝氏度燒結4小時，制得陶瓷燒結體；(5)將步驟(4)制備的陶瓷燒結體破碎、粉碎、研磨，制成中位徑為0.2～0.5微米的功能陶瓷粉體材料。實施例2一種功能陶瓷粉體材料，由以下重量百分比的原料制成：所述儲氧材料為cexzr0.93-xfeyla0.07-yo2，其中x＝0.8，y＝0.01。所述的汽車尾氣催化材料為伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物；所述汽車尾氣催化材料中貴金屬的重量百分比為0.5％；所述汽車尾氣催化材料中伽馬氧化鋁的重量百分比為80％。所述的吸附材料為海泡石。所述稀土礦物材料為大理石斑巖。所述粘結材料為蘇州土。所述各原料的粒徑均不低于200目。所述功能陶瓷粉體材料的中位徑為5.0～8.0微米。所述的功能陶瓷粉體材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將所述重量百分比的原料球磨混料，使得到的粉體粒徑不低于200目；(2)在步驟(1)得到的粉體中均勻噴灑占粉體重量2.0％的清水；(3)用壓力機將步驟(2)制備的粉體成型，制得陶瓷坯體；(4)將步驟(3)制備的坯體在1200攝氏度燒結1.5小時，制得陶瓷燒結體；(5)將步驟(4)制備的陶瓷燒結體破碎、粉碎、研磨，制成中位徑為5.0～8.0微米的功能陶瓷粉體材料。實施例3一種功能陶瓷粉體材料，由以下重量百分比的原料制成：所述的汽車尾氣催化材料為伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物；所述汽車尾氣催化材料中貴金屬的重量百分比為0.3％；所述汽車尾氣催化材料中伽馬氧化鋁的重量百分比為60％。所述的吸附材料為鐵沸石、海泡石與炭分子篩的混合物；所述吸附材料中海泡石的重量百分比為2.0％。所述稀土礦物材料為質量比為2:1的獨居石與花崗巖。所述粘結材料為膨潤土與蘇州土。所述各原料的粒徑均不低于200目。所述功能陶瓷粉體材料的中位徑為2.0-3.0微米。所述的功能陶瓷粉體材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將所述重量百分比的原料球磨混料，使得到的粉體粒徑不低于200目；(2)在步驟(1)得到的粉體中均勻噴灑占粉體重量1.0％的清水；(3)用壓力機將步驟(2)制備的粉體成型，制得陶瓷坯體；(4)將步驟(3)制備的坯體在1000攝氏度燒結3小時，制得陶瓷燒結體；(5)將步驟(4)制備的陶瓷燒結體破碎、粉碎、研磨，制成中位徑為2.0-3.0微米的功能陶瓷粉體材料。實施例4一種功能陶瓷粉體材料，由以下重量百分比的原料制成：所述的汽車尾氣催化材料為伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物；所述汽車尾氣催化材料中貴金屬的重量百分比為0.2％；所述汽車尾氣催化材料中伽馬氧化鋁的重量百分比為70％。所述的吸附材料為鐵沸石、海泡石與炭分子篩的混合物；所述吸附材料中海泡石的重量百分比為15.0％。所述稀土礦物材料為質量比為1:1:1的獨居石、花崗巖和花崗偉晶巖。所述粘結材料為質量比為膨潤土和蘇州土。所述各原料的粒徑均不低于200目。所述功能陶瓷粉體材料的中位徑為5.0-6.0微米。所述的功能陶瓷粉體材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將所述重量百分比的原料球磨混料，使得到的粉體粒徑不低于200目；(2)在步驟(1)得到的粉體中均勻噴灑占粉體重量1.5％的清水；(3)用壓力機將步驟(2)制備的粉體成型，制得陶瓷坯體；(4)將步驟(3)制備的坯體在950攝氏度燒結2.5小時，制得陶瓷燒結體；(5)將步驟(4)制備的陶瓷燒結體破碎、粉碎、研磨，制成中位徑為5.0-6.0微米的功能陶瓷粉體材料。實施例5一種功能陶瓷粉體材料，由以下重量百分比的原料制成：所述的汽車尾氣催化材料為伽馬氧化鋁、堿土改性cezr復合氧化物與貴金屬pd、rh的混合物；所述汽車尾氣催化材料中貴金屬的重量百分比為0.2％；所述汽車尾氣催化材料中伽馬氧化鋁的重量百分比為65％。所述的吸附材料為鐵沸石、海泡石與炭分子篩的混合物；所述吸附材料中海泡石的重量百分比為10.0％。所述稀土礦物材料為質量比為1:1:1的獨居石、花崗巖和花崗偉晶巖。所述粘結材料為質量比為膨潤土和蘇州土。所述各原料的粒徑均不低于200目。所述功能陶瓷粉體材料的中位徑為5.0-6.0微米。所述的功能陶瓷粉體材料的制備方法，包括以下步驟：(1)將所述重量百分比的原料球磨混料，使得到的粉體粒徑不低于200目；(2)在步驟(1)得到的粉體中均勻噴灑占粉體重量1.5％的清水；(3)用壓力機將步驟(2)制備的粉體成型，制得陶瓷坯體；(4)將步驟(3)制備的坯體在950攝氏度燒結2.5小時，制得陶瓷燒結體；(5)將步驟(4)制備的陶瓷燒結體破碎、粉碎、研磨，制成中位徑為5.0-6.0微米的功能陶瓷粉體材料。對比例1除不含有汽車尾氣催化材料外，其余與實施例5相同。對比例2除不含有吸附材料外，其余與實施例5相同。對比例3除不含有儲氧材料外，其余與實施例5相同。對比例4除原料為：外，其余與實施例5相同。對比例5除原料為：外，其余與實施例5相同。將上述實施例及對比例制備的功能陶瓷材料粉體應用于相同型號的汽車尾氣的處理上，并與安裝在三效催化器中的三元催化劑作對比，檢測汽車在剛啟動狀態下和正常行駛過程中的尾氣降解效率，檢測結果如表1所示：表1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5三元催化劑剛啟動85份86份90份91份92份50份正常行駛96份97份98份96份98份85份對比例1對比例2對比例3對比例4對比例5剛啟動65份76份75份80份82份正常行駛40份75份78份85份88份由表1可以看出，本發明的陶瓷粉體材料用于汽車尾氣的處理，不但在汽車正常行駛過程中對尾氣的降解效率較高，在剛啟動的狀態下同樣具有優異的尾氣降解效率。申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細方法，但本發明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬
技術領域：
的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。當前第1頁12