一种具有导电性的稀土改性麦饭石粉体及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型无机功能材料及其合成方法，特别涉及一种稀土改性麦饭石导电粉材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]作为一种重要的功能材料，具有导电性能的粉体材料广泛应用于涂料、胶黏剂、电子、电器、航空、化工、印刷、包装、船舶、军工等领域，用于生产导电涂料、抗静电涂料、导电粘合剂、导电塑料、导电橡胶、导电静电纸、电子元件、电器设备外壳、印刷电路版等。而目前广泛使用的金属粉末、炭黑、石墨、碳纤维、金属薄片或纤维、金属氧化物等由于氧化、成本及加工困难等因素使得其应用受到一定的限制。开发具有一定导电功能的新型的导电粉体材料，具有重要的应用意义。
[0003]我国麦饭石资源极为丰富，麦饭石是一种对生物无毒、无害并具有一定生物活性的复合矿物岩石，其主要化学成分是无机硅铝酸盐，包括Si02、A1203、Fe203、FeO、MgO, CaO,K2O, Na2O, T12, P2O5, MnO等。纯麦饭石材料是良好的绝缘体，具有多孔性和巨大的表面积，能够吸收、分解、清除各种物质，吸附率是同等表面积活性炭的20000倍。麦饭石对镉、汞、砷、铅等对人体有害的几种元素有较强的吸附能力；对氯化物、氰化物、残余农药、三甲烷等有机物也具有净化能力；同时对白葡萄球菌、大肠杆菌等细菌和病菌以及某些病毒等有害微生物也有较好的清除效果。利用麦饭石超强的吸附能力，如果使其具备一定的导电性，应用于抗静电涂料和屏蔽涂料领域，将使其不仅具有抗静电和防电磁辐射功能，同时也具有消除环境污染、维护人体健康等重要作用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种具有导电性的稀土改性麦饭石粉体及其制备方法，通过稀土扩渗改性，显著降低麦饭石材料的电阻率，使其具有一定的导电性，同时又具有麦饭石本身强吸附、抗氧化等特点，获得一种综合性能良好的新型导电粉体材料。
[0005]本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
一种具有导电性的稀土改性麦饭石粉体，由麦饭石和稀土元素制备而成，稀土元素含量在 9~10wt.%。
[0006]—种上述具有导电性的稀土改性麦饭石粉体的制备方法，包括如下步骤:
(1)待扩渗炉升温至设定温度650?700°C后，向炉内滴入甲醇溶液，以排除炉内的空气;
(2)将麦饭石粉体置于扩渗炉内；
(3)向炉内以每分钟60?80滴的滴速滴入含稀土元素的扩渗液4?5h，即可得到麦饭石导电粉。
[0007]本发明中，所述的含稀土元素的扩渗液由稀土元素的盐酸盐溶于甲醇制得。
[0008]本发明中，所述的扩渗液含有的稀土元素为La、Ce、Er等。
[0009]本发明中，所述的含稀土元素的扩渗液的浓度为4~5wt.%。
[0010]本发明中，所述的含稀土元素的扩渗液与麦饭石的质量比为20~30:1。
[0011]本发明所获得的稀土改性麦饭石导电粉体具有如下特点:
Cl)采用气相稀土化学热扩渗的方法对麦饭石粉体材料扩渗La、Ce、Er等稀土元素，经XRD分析，证实稀土元素已经渗入麦饭石粉体材料中，并与麦饭石的组元发生化学反应，生成了含稀土元素的化合物，导致麦饭石粉体的导电性显著增强。
[0012](2)经稀土扩渗使麦饭石粉体材料的室温电阻率从112W.m下降为14W.m，导电性明显加强，已适合于制备抗静电涂料和屏蔽涂料。
[0013](3)所获得的稀土改性麦饭石导电粉与金属系列导电粉比，具有强吸附、抗氧化等特点。
[0014](4)与稀土扩渗改性BaT13系列导电粉体相比，具有资源丰富、成本低等特点。
[0015](5)麦饭石具有多孔性和巨大的表面积，能够吸收、分解、清除各种有害物质，兼具消除环境污染的功能，综合性能好，性价比高，市场竞争力强。
[0016](7)可广泛应用于手机、笔记本电脑、医疗器械、电子仪器仪表、屏蔽机房、航空航天等电子领域，使用后可以达到理想的防辐射、抗电磁波干扰效果。另外，稀土改性麦饭石导电纳米粉，除了用于导电涂料的研制，也可以应用于电子器件、电机、电子设备等领域。
【附图说明】
[0017]图1为本发明实施例1所制备的稀土改性麦饭石导电粉的XRD图。
[0018]图2为本发明实施例2所制备的稀土改性麦饭石导电粉的SEM图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
[0020]实施例1:
待扩渗炉升温至700°C后，向炉内滴入甲醇lOmin，以排除炉内的空气；然后将麦饭石粉体置于扩渗炉内；向炉内以每分钟60滴的滴速滴入含5wt.%的含La元素的扩渗液5h，即可得到麦饭石粉体导电粉，其室温电阻率为4.0X104 Ω.πι，X—射线衍射(XRD)谱图如图1所示。从图1中可以看出，稀土元素已渗入麦饭石粉体，并与麦饭石的组元发生化学反应，生成了 LaTi9O24等新的含稀土元素的化合物，导致麦饭石粉体得导电性显著增强。
[0021]实施例2:
待扩渗炉升温至700°C后，向炉内滴入甲醇lOmin，以排除炉内的空气；然后将麦饭石粉体置于扩渗炉内；向炉内以每分钟80滴的滴速滴入含4wt.%的含Er元素的扩渗液4 h，即可得到麦饭石粉体导电粉，其室温电阻率为7.2Χ104Ω.πι，所获得粉体的扫描电镜(SEM)图如图2所示。从图2中可以看出，粉体颗粒较细，孔隙明显。经能谱(EDS)分析，稀土改性麦饭石导电粉体中Er的含量为9.69 wt.%。
[0022]实施例3:
待扩渗炉升温至650°C后，向炉内滴入甲醇lOmin，以排除炉内的空气；然后将麦饭石粉体置于扩渗炉内；向炉内以每分钟60滴的滴速滴入含5wt.%的含Ce元素的扩渗液5h，即可得到麦饭石粉体导电粉，其室温电阻率为1.2X104 Ω - mo其形貌类似图2所示。
【主权项】
1.一种具有导电性的稀土改性麦饭石粉体，其特征在于所述稀土改性麦饭石粉体由麦饭石和稀土元素制备而成，稀土元素含量在9~10wt.%。2.根据权利要求1所述的具有导电性的稀土改性麦饭石粉体，其特征在于所述的稀土元素为La、Ce或Er。3.—种权利要求1所述的具有导电性的稀土改性麦饭石粉体的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下: (1)待扩渗炉升温至设定温度650?700°C后，向炉内滴入甲醇溶液，以排除炉内的空气; (2)将麦饭石粉体置于扩渗炉内； (3)向炉内以每分钟60?80滴的滴速滴入含稀土元素的扩渗液4?5h，即可得到麦饭石导电粉。4.根据权利要求3所述的具有导电性的稀土改性麦饭石粉体的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的扩渗液与麦饭石的质量比为20~30:1。5.根据权利要求3或4所述的具有导电性的稀土改性麦饭石粉体的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的扩渗液由稀土元素的盐酸盐溶于甲醇制得。6.根据权利要求3或4所述的具有导电性的稀土改性麦饭石粉体的制备方法，其特征在于所述的含稀土元素的扩渗液的浓度为4~5wt.%。7.根据权利要求3或4所述的具有导电性的稀土改性麦饭石粉体的制备方法，其特征在于所述的稀土元素为La、Ce或Er。
【专利摘要】本发明公开了一种具有导电性的稀土改性麦饭石粉体及其制备方法，所述稀土改性麦饭石粉体由麦饭石和稀土元素制备而成，稀土元素含量在9~10wt.%。具体制备方法如下：（1）待扩渗炉升温至设定温度650～700℃后，向炉内滴入甲醇溶液，以排除炉内的空气；（2）将麦饭石粉体置于扩渗炉内；（3）向炉内以每分钟60～80滴的滴速滴入含稀土元素的扩渗液4～5h，即可得到麦饭石导电粉。本发明采用气相稀土化学热扩渗的方法对麦饭石粉体材料扩渗La、Ce、Er等稀土元素，经XRD分析，证实稀土元素已经渗入麦饭石粉体材料中，并与麦饭石的组元发生化学反应，生成了含稀土元素的化合物，导致麦饭石粉体的导电性显著增强。
【IPC分类】C04B41/00
【公开号】CN105000908
【申请号】CN201510375967
【发明人】郝素娥, 张加静, 高洋, 殷艳珍, 李妍, 肖丽
【申请人】齐齐哈尔市碾子山区麦饭石研究所
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年7月1日