一种陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110668844A(43)申请公布日2020.01.10(21)申请号201910987635.8B01J20/20(2006.01)(22)申请日2019.10.17(71)申请人天津大学地址300350天津市津南区海河教育园雅观路135号天津大学北洋园校区(72)发明人魏强潘娅婷院小雪张立宪(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人曹玉平(51)Int.Cl.C04B41/87(2006.01)C04B41/00(2006.01)B01J20/02(2006.01)B01J20/06(2006.01)B01J20/18(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法(57)摘要本发明公开了一种陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，该方法包括对陶瓷基体表面亲水化处理；将分子筛、黑化剂和黑色二氧化钛按比例混合球磨后，均匀溶于去离子水得到涂覆液；将陶瓷浸渍于涂覆液中，形成分子筛/黑化剂涂层；最后将涂覆黑化吸附层的陶瓷置于微波炉中烧结制备。相对于传统的陶瓷表面分子筛膜制备工艺，本发明采用微波烧结工艺在陶瓷基体表面制备分子筛/黑化剂吸附涂层，改良了烧结工艺，制备时间短，成本较低，对环境污染小，吸附特殊密闭环境内的有害气体；该涂层为黑色，可降低光的散射作用；涂层具有一定的吸附能力；涂层结合力不易剥落，无粉末飞扬，具有绿色环保等优点。CN110668844ACN110668844A权利要求书1/1页1.一种陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，包括以下步骤：步骤一：陶瓷表面亲水化处理；步骤二：将分子筛、黑化剂和黑色二氧化钛按质量比为1:5:1-1:8:1.5混合球磨后，均匀溶于去离子水得到涂覆液；步骤三：将陶瓷浸渍于涂覆液中，形成分子筛/黑化剂涂层；步骤四：微波炉中烧结成型。2.根据权利要求1所述的陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，其特征在于，步骤一中，陶瓷表面亲水化处理采用30-65℃，10-50％硝酸溶液浸泡。3.根据权利要求1所述的陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，其特征在于，步骤一种，陶瓷表面亲水化处理采用以浓度为20-100％的氧为气源的射流低温等离子体处理。4.根据权利要求1所述的陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，其特征在于，步骤二中，所述分子筛是X型、A型和ZSM型中任何一种或多种的混合。5.根据权利要求1所述的陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，其特征在于，步骤二中，所述黑化剂是碳黑、碳化硅和碳纳米管中的任何一种或多种的混合。6.根据权利要求1所述的陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，其特征在于，步骤四中，微波加热的频率为0.9GHz-5.8GHz，微波烧结的时间为72s-480s。7.根据权利要求1所述的陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，其特征在于，黑色分子吸附涂层的厚度小于3μm。2CN110668844A说明书1/4页一种陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法技术领域[0001]本发明涉及无机材料微波烧结领域，具体为一种在陶瓷基体上使用微波烧结技术制备分子筛与黑化剂复合分子吸附涂层的方法。背景技术[0002]近年来，随着我国经济和社会的快速发展，气体污染问题日益严重。尤其在无法与外界进行物质交换的密闭空间环境中，如汽车、潜艇、空间站等，由于材料放气、设备运行等不可避免地会产生微量有害气体，不断累积后将会发生严重的破坏效果。因此，密闭空间的有害气体问题备受重视。[0003]针对密闭环境中的有害气体，可选用比表面积高、吸附容量大、性能稳定且成本低的吸附剂进行吸附，如活性炭、活性炭纤维和分子筛。相较于机械性能差的活性炭和只能吸附非极性分子的活性碳纤维，由硅氧四面体和铝氧四面体骨架构成的分子筛，其表面具有很大的色散力和静电力，通过其规则的孔道和空腔，分子筛可有效吸附直径小于其孔径的所有有机分子。所以，以分子筛为原料制备的吸附涂层有较大的应用前景。[0004]分子筛吸附涂层性能优异，可吸附大量有害气体，但分子筛涂层呈白色，在仪器镜头等对光线敏感的特殊密闭环境中，无法避免光线散射对仪器镜头等造成的伤害。因此，探究制备黑色吸附涂层的方法成为重要的研究内容。发明内容[0005]碳黑、碳化硅、碳纳米管等是优异的吸波材料，在微波环境下短时间内可产生大量的热以达到烧结温度，与分子筛以一定比例混合烧结后可形成黑色吸附涂层，吸收杂光以保护密闭环境中的器件。本发明提出的一种陶瓷表面黑色分子吸附层微波烧结制备方法，采用微波烧结工艺在陶瓷基体表面制备分子筛/黑化剂吸附涂层，有效节省时间成本，吸附特殊密闭环境内的有害气体。[0006]本发明目的在于提