电气石修饰硅藻土基内墙材料的制备及甲醛去除效果研究
高如琴,谷一鸣,曹行,曹祥建,王新宁,张丽金,石泽堂
【摘 要】摘要:以硅藻土为主要原料制备硅藻土基多孔陶瓷，在其表面浸渍以硅藻土、电气石、烧结助剂为原料制备的釉料，低温煅烧制备出电气石修饰硅藻土基内墙材料，并研究了其对甲醛的去除效果.结果表明：电气石修饰硅藻土基内墙材料的主晶相为石英和相应的电气石晶相，该材料具有较大的比表面积和丰富的孔洞，釉层中电气石的环保性能也得以保留；该材料在甲醛初始质量浓度为 0.312 mg/m3 的1 m3的环境舱内，净化360 min后，舱内甲醛质量浓度降为0.089 mg/m3，甲醛的去除率达71.4%，说明该材料对室内空气中的甲醛具有良好的吸附、去除效果. 【期刊名称】轻工学报 【年(卷),期】2018(033)002 【总页数】6
【关键词】硅藻土；电气石;内墙材料；甲醛去除率
0 引言
电气石是一种含硼的具有天然环状结构的硅酸盐矿物质，含有铁、铝、锂、钠、镁等元素[1-2]，具有热电性和压电性，容易因静电效应而带电，因此得名.电气石因具有天然电极性、可释放负离子和屏蔽电磁波等特性，在新材料和环保领域得到广泛的应用，并成为近年来健康环保多功能材料的研究热点[3].硅藻土是一种硅质岩石，含有大量的SiO2.硅藻土是由单细胞水生植物硅藻的遗骸，经过一两万年左右的堆积期而形成的一种具有孔隙度大、吸附性强、比表面积大、化学性质稳定的非金属矿物[4-5].关于硅藻土基多孔陶瓷的制备已有相关报道，
如邓城等[6]采用一步共沉淀法合成了载Ag羟基磷灰石(Ag-HA)抗菌粉体,并将其与硅藻土和高岭土等原料复合,通过烧结制备了Ag-HA/硅藻土-高岭土复合陶瓷.蔡耀辉等[7]以黏土为主要原料、硅藻土为造孔剂、硫酸钙为性能改良剂、硅溶胶为黏结剂,通过烧结制备了微孔陶瓷灌水器.袁静[8]通过添加造孔剂,采用压制成型工艺制备了一种具有过滤功能的硅藻土基多孔过滤陶瓷材料.以上研究制备的硅藻土基多孔陶瓷只具有过滤、吸附等功能，并不能实现去除污染物的目的.
近年来，随着人们物质生活水平的不断提高，对室内装修有了更高的要求.装修材料和新的组合家具中使用的胶黏剂，遇热、潮解时，会有大量的甲醛释放出来.将甲醛用作防腐剂的涂料、化纤地毯、地板胶等产品，也会缓慢释放甲醛[9].不合格装饰材料的使用可导致巨大的环境安全隐患，如今室内甲醛污染问题已经成为人们关注的安全问题热点之一.本文拟利用电气石独特的环境功能属性和硅藻土较强的吸附能力，制备一种针对室内甲醛去除的效率高、成本低、可重复使用的全新内墙材料.
1 材料与方法
1.1 主要材料与仪器
主要材料：硅藻精土(中位粒径和比表面积分别为7.8 μm，16.85 m2/g)，广州益康新材料科技有限公司产；电气石粉(中位粒径为2.8 μm)，石家庄华邦矿产品有限公司产；分散剂选用偏硅酸钠(分析纯)，济南德厚化工有限公司生产；黏结剂选用聚乙烯醇(分析纯)，启东市名成化工有限公司产；烧结助剂选用长石、石英、高岭土，均由厦门市宏盛洋矿业有限公司产.实验所用主要原料化学组成见表1.
主要仪器：DY-10T电动液压压样机，湘潭华丰仪器制造有限公司产；KM-II型快速研磨机，SX2-10-17高温箱式电阻炉，湘潭市仪器仪表有限公司产；pore Master GT60压汞仪，美国康塔公司产；Diamonal型综合热分析仪，美国PerkineElmer公司产;D8-advance型X射线衍射仪，厦门名大科技有限公司产；JSM-6490LV扫描电子显微镜，日本电子株式会社(JEOL)产;UV mini1240紫外分光光度计，日本岛津公司产. 1.2 样品制备
称取一定量的硅藻土、高岭土、石英、长石(质量比为87625)，将其混合均匀后再与分散剂、水、黏结剂(质量比为15162)混合，加入放有氧化锆球(直径3～5 mm)和水的快速研磨机中研磨20 min出磨，经烘箱105 ℃干燥后取出，在12 MPa压力下液压成坯体，将其置于高温箱式电阻炉(1020 ℃)中煅烧2 h后制成硅藻土基多孔陶瓷.将电气石、长石、石英和高岭土(质量比12942)与硅藻土、水、分散剂(质量比50501)混合，于快速研磨机中研磨20 min制成釉料，在硅藻土基多孔陶瓷表面喷淋釉料，于高温箱式电阻炉中 870 ℃ 煅烧2 h得电气石修饰硅藻土基内墙材料. 1.3 样品表征
用综合热分析仪对材料的热稳定性和组分进行分析；用X射线衍射仪对材料的物相进行分析；用扫描电子显微镜对材料的微观形貌进行观察；通过压汞仪，使用汞侵入法测定材料的孔径分布、孔隙率和比表面积. 1.4 甲醛去除实验
按GB 50325—2001进行游离甲醛检测：实验装置为两个内部装有风机，体积为1 m3的环境舱.左舱为空白试验，右舱放入0.414 m2的电气石修饰硅藻土
电气石修饰硅藻土基内墙材料的制备及甲醛去除效果研究
