牡蛎壳粉添加量对牡蛎壳粉/硅藻土复合材料性能的影响

郝 丽 萍， 俞 莉 红， 高 文 元， 闫 爽， 刘 贵 山， 郝 洪 顺

( 1.大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034；2.辽宁省国家新型原材料基地建设工程中心, 辽宁 沈阳 110031 )

0 引 言

全球每年开采硅藻土约200万 t，其中59%为低品位硅藻土，通常在采矿后会被废弃[1]。硅藻土是由单细胞水生植物(藻类)的骨骼残骸组成，含有80%～90%的高孔隙率材料，具有许多精细的微孔，空腔和通道。目前，硅藻土被广泛应用于助滤剂、吸附剂、功能性填料、催化剂载体和膜等[2-3]。近年来，Lin等[4]以废硅藻土和粉煤灰(0～20%)制备多孔陶瓷，在恒定压力为5 MPa，烧结温度为1 000～1 270 ℃，烧结2 h。结果表明，当加热温度升高到1 270 ℃以上时，陶瓷的抗压强度在5.85～15.80 MPa。但是，其烧结温度较高，正如Zhang等[5]报道，硅藻土的开孔率随煅烧温度的升高而降低，在850～1 000 ℃，开孔率从71.6%下降到68.1%，说明硅藻土单细胞水生植物(藻类)的骨骼残骸组成孔在高温时很容易烧塌。而且，在生产具有高强度的低成本轻质砖时，烧结步骤通常是陶瓷工业中的关键步骤。希望低烧结温度以降低能量成本，但温度必须足够高以获得可接受的强度。因此，通常添加烧结助剂，所谓的助熔剂材料，例如长石[6]、花岗岩[7]和硼酸[8]，富含碱金属元素。因此，希望以低烧结温度来增加开孔率并降低能耗。

牡蛎壳中含有95%的CaCO3，与其他材料具有良好的相容性，被广泛用于食品添加剂、填料、吸附剂和土壤改良剂等用途[9-10]。烧结的牡蛎壳粉末的分解产物氧化钙具有降低烧结温度的功能，并且释放的二氧化碳可以形成新的孔以增加液相区域中的孔隙率。……