【技术介绍】陶瓷空心微珠制备及应用

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陶瓷空心微珠是指尺寸在几十纳米到几百微米的中空球形粉体材料，因其具有质量轻、强度高、低导热系数、高比表面积、高流动性、高分散性、安全不燃、电绝缘性和热稳定性好等优点，常作为一种新型工业基础原料，广泛应用在航天航空、生物医药、精细化工、橡胶塑料、油气开采、公路建设、吸声降噪、水土保持、沙漠治理等领域。本团队专注陶瓷粉体球形化与空心化领域多年，发明了一种陶瓷空心微珠普适性制备方法，并已成功制备出煤矸石开/闭孔空心微珠、纳米级介孔空心微珠等多种产品。

氮化硅空心微珠

人造漂珠及煤矸石空心微珠光镜照片

煤矸石开/闭孔空心微珠显微结构

空心微珠内部结构

采用一种普适性的制备工艺生产的闭孔空心微珠不受原料体系限制（如氧化铝、氧化锆、玻璃、工业或矿业固体废弃物等均可），且微珠直径大小及壁厚可调控，丰富了空心微珠的产品规格和性能种类，大大拓展了空心微珠的应用领域。

工业/建筑保温

油气开发

涂料

塑料填料

橡胶填料

在闭孔空心微珠制备工艺基础上开发开孔空心微珠产品，实现对空心微珠壁上开孔尺寸和开孔率的调控，为空心微珠家族增加新的产品系列。开孔空心微珠具有的独特结构使其可用于吸附过滤、水土保湿、沙漠治理、吸声降噪、药物缓释和化肥缓释等领域。

污水处理

吸声降噪

沙漠治理

精细化工

水土保持

污水处理用陶瓷空心微珠脱色滤料，粒径为20-200μm，容重为680-720kg/m3，开孔孔隙率为50-85%。该产品化学性能稳定，比表面积大，吸附率高，截污力强，筒压强度高，耐高温，耐腐蚀，颗粒均匀，使用寿命长，悬浮物去除率近100%，脱色率达98%以上。

表1 微珠滤料的吸附性能

不同颜色染料过滤前后对比

亚甲基蓝过滤前后对比

以煤矸石空心微珠为主要原料，采用直接发泡法制备具有二级闭孔结构的无机保温材料，材料中一级孔的孔隙率占总孔隙率的30-85%，孔径尺寸为0.5-1mm，二级孔的孔隙率占总孔隙率的70-15%，孔径尺寸为0.01-0.05mm，这种特殊的二级孔结构保温材料导热系数在0.029-0.052W/m·K，吸水率≤1%，容重为100-150 kg/m3，抗压强度在1.0-2.5 MPa。