磷石膏制备硫酸钙晶须及晶须造纸应用的研究进展

简述了硫酸钙晶须的性质及晶须生长机理,介绍了硫酸钙晶须的两种常用制备方法——水热法和常压酸化法,分析了水热法工艺条件对晶须生长的影响。重点探讨了磷石膏预处理方式及其对晶须形貌的影响,对硫酸钙晶须制备与改性添加剂及其作用机理做了全面阐述。详细介绍了硫酸钙晶须应用于造纸的研究情况,并对晶须溶解、与纸纤维相容性、白度和强度的提高等硫酸钙晶须应用于造纸工业的突出问题做了重点分析。最后,指出磷石膏的选择性预处理、晶须制备与改性添加剂、工艺条件对晶须性能的影响以及晶须性能与纸张性能的定量关系是今后的主要研究方向。     

无水硫酸钙晶须的制备及表征

以某稀土厂生产过程中产生的硫酸铵废水为原料,用氯化钙作为钙源,采用水热法制备高长径比的硫酸钙晶须。首先采用正交实验研究反应时间、反应温度和陈化时间对硫酸钙晶须长径比的影响,确定最佳工艺条件。在正交实验最佳工艺条件的基础上,研究了pH对制备硫酸钙晶须形貌的影响。使用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）,红外分析仪（FT-IR）和热重-差热分析仪（TG-DSC）对制得的硫酸钙晶须的表面形貌和物相进行了表征和分析。研究结果表明：在制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件下（即反应时间为5 h、反应温度为140℃、陈化时间为4.5 h）,溶液体系pH为1时,制备得到纯态无水硫酸钙晶须,其形貌最佳、长径比最大,平均长度达到117.44μm、平均长径比为40.2。     

工业副产石膏制备半水硫酸钙晶须的研究现状

工业副产石膏富含二水硫酸钙(DH),是制备半水硫酸钙(HH)晶须的理想原料之一.本文全面综述了工业副产石膏中杂质对制备HH晶须的影响、工业副产石膏杂质预处理方法、HH晶须制备方法,及HH晶须晶型调控等四方面的研究现状,分析了工业副产石膏中不同杂质对HH晶须的影响规律,探讨了工业副产石膏现有的预处理方法和四种制备HH晶须方法的特点、效果和优缺点,并对调控HH晶须晶型的物理化学方法和作用机理进行了总结,最后提出了有待进一步研究的问题.     

在H_2SO_4-H_2O体系中滤液循环使用对无水硫酸钙晶须形貌影响

以脱硫石膏为原料,在H_2SO_4-H_2O体系,采用水热法制备无水硫酸钙晶须。研究了在加或不加硬脂酸的条件下,滤液循环次数对无水硫酸钙晶须形貌的影响,并探讨其作用机理。实验发现,滤液的循环利用对无水硫酸钙晶须的生长有较大影响,但不影响物相组成。滤液循环利用1次,有利于无水硫酸钙晶须的制备,且添加硬脂酸有利于晶须的生成,但增加滤液循环次数,不利于晶须生长。     

聚丙烯酰胺对半水硫酸钙晶须形貌稳定性的影响

研究了使用聚丙烯酰胺对半水硫酸钙晶须进行表面改性,以提高晶须在水溶液中的形貌稳定性。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)等表征了晶须的性质。结果表明,聚丙烯酰胺添加量(以半水硫酸钙晶须质量计)由0增至2.0%时,晶须在水溶液中的形貌保持时间(长径比保持率大于80%)由0.5 h延长至4.0 h。聚丙烯酰胺以物理吸附(氢键)和化学吸附(形成—COO—Ca—键)两种模式吸附于半水硫酸钙晶须表面,由此降低晶须的表面能,提高晶须的形貌稳定性。     

硫酸钙晶须改性沥青研究现状与趋势

重点介绍硫酸钙晶须物化特性及对沥青的改性机理,梳理硫酸钙晶须表面改性、制备工艺及性能方面的研究成果,提出硫酸钙晶须改性沥青存在的问题和未来研究方向,指出未来应重点关注硫酸钙晶须制备工艺、与复合材料增柔增韧研究。最后通过分析磷石膏制备硫酸钙晶须改性沥青的应用优势,对推动磷固废的高附加值利用具有广阔的应用前景。     

有机改性硫酸钙晶须在沥青改性中的应用

为了获得力学性能更好的改性沥青,从而改善传统基质沥青路面性能,采用以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须对沥青进行改性,通过材料制备、分析检测及混合料试验,研究了所制备的有机改性硫酸钙晶须对改性沥青三大指标、表观黏度和高温性能的影响,探究了所制备的不同沥青混合料的路用性能。结果表明：有机改性剂主要以化学吸附的形式作用在硫酸钙晶须表面,经组合有机改性剂改性处理的晶须材料与沥青更好地相容,有机改性硫酸钙晶须的添加,一定程度上增强了沥青与晶须黏结强度,提高了沥青的高温稳定性,但其低温性能有所下降;且马歇尔试验、冻融劈裂试验及车辙试验结果,进一步验证了有机改性硫酸钙晶须改性沥青混合料的水稳定性和高温稳定性均较好,因此以磷石膏为原料制备的有机改性硫酸钙晶须改性沥青的路用性能更佳。     

硫酸钙晶须的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

以磷石膏为原料,添加一定量的助晶剂,采用水热合成法制备了硫酸钙晶须,利用电子显微镜、SEM、XRD及FTIR对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征等进行了表征.制备出的晶须形貌较好,为直径1.56 μm、长径比24的纤维状结构.考察了硫酸钙晶须对亚甲基蓝的吸附性能,探讨了吸附时间、晶须投加量、pH值对亚甲基蓝吸附的影响.利用Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温方程和Temkin吸附等温方程对吸附行为进行了描述,结果表明硫酸钙晶须易于吸附亚甲基蓝,吸附过程主要是单分子层吸附.用颗粒内扩散方程和准二级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,结果表明后者能够反映硫酸钙晶须对亚甲基蓝的吸附机理.     

页岩提钒中和渣制备硫酸钙晶须填料的研究

以页岩提钒中和渣为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须,并进行稳定-改性处理,最终制备用于填充塑料的硫酸钙晶须填料。研究了反应温度、反应时间、料浆浓度及助晶剂用量对硫酸钙晶须长径比的影响以及改性剂用量、初始料浆浓度、改性温度及改性时间对硫酸钙晶须改性效果的影响。结果表明,在反应温度为130℃、反应时间为6 h、料浆质量分数为3%、助晶剂六水氯化镁用量为10%的条件下,制备出的硫酸钙晶须长径比达90,但晶须在空气中易水化变粗,长径比降至20以下。在硬脂酸用量为4%、初始料浆质量分数为8%、改性温度为90℃、改性时间为20 min的条件下,制备的硫酸钙晶须填料活性指数达0.72,吸油值为0.278 8 g/g,制得的硫酸钙晶须填料呈棒状或纤维状,表面光滑,结晶度较好,长径比稳定在40~50。结合XRD、SEM、FT-IR分析可知,硬脂酸能有效抑制晶须水化过程,保持晶须晶型及形貌稳定,硬脂酸通过与晶须表面发生化学键链接封闭其亲水活性点而抑制晶须水化。     

硫酸钙晶须制备的研究进展

硫酸钙晶须是以天然生石膏为原料,采用先进的工艺及配方生产的半水、无水、死烧硫酸钙纤维状单晶体。本文对硫酸钙晶须制备及其对硫酸钙晶须的表面改性工艺进行了简要的概述,同时针对不同的原料如磷石膏、卤渣、电石渣等及不同的制备方法如常压酸化法、水热法等对硫酸钙晶须的制备进行了表述,最后提出了硫酸钙晶须表面改性在制备等方面发展的方向,为未来硫酸钙晶须的生产提供了一个参考。     

混合脂肪酸钠辅助制备硫酸钙晶须

硫酸钙晶须应用范围广、综合性能优异、性价比高,具有良好的应用前景。以氯化钙为主要原料,添加油酸钠、硬脂酸钠以及油酸钠与硬脂酸钠的混合物作为改性剂,采用常压酸化法制备了长径比高、疏水性能好的硫酸钙晶须。探究了氯化钙浓度、反应时间、反应温度、油酸钠和硬脂酸钠及其混合物的用量等因素对制备的硫酸钙晶须长径比及疏水性的影响,确定了最佳制备条件。采用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪、X射线衍射仪（XRD）、红外光谱（FT-IR）及Zeta电位分析等对产品进行了表征。通过实验得到制备硫酸钙晶须的最佳工艺条件：氯化钙溶液质量浓度为0.11 g/mL时,添加与氯化钙等物质的量的浓硫酸4.8 mL,加入4%油酸钠和6%硬脂酸钠混合物（以质量分数计）作为改性剂,在140 ℃油浴锅中加热搅拌1 h。在此工艺条件下,制备的硫酸钙晶须长径比为32~106,接触角可达120.2°。XRD结果表明,所得硫酸钙晶须为半水硫酸钙晶须和二水硫酸钙晶须的混合物。红外光谱和Zeta电位分析表明,油酸钠和硬脂酸钠以化学吸附的形式吸附在晶须表面。当加入油酸钠和硬脂酸钠混合物时,油酸钠和硬脂酸钠共吸附于晶须表面,使得晶须表面吸附的脂肪酸更多,晶须疏水性更强。     

改性粒状硫酸钙制备及其在聚氯乙烯中的应用

使用常压酸化法以磷石膏为原料制备粒状硫酸钙(G-CaSO4)，利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)探究了反应温度和反应时间对粒状硫酸钙物相和形貌的影响，对最佳条件下制备的粒状硫酸钙进行了红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM、HR-TEM)分析。然后，使用硬脂酸对粒状硫酸钙进行改性得到改性粒状硫酸钙(MG-CaSO₄)，将改性粒状硫酸钙作为填料应用于聚氯乙烯(PVC)中，研究了改性粒状硫酸钙对聚氯乙烯复合材料微观形貌和力学性能的影响。结果表明：粒状硫酸钙最佳制备条件为反应温度为100℃、反应时间为4 h，在此条件下成功制备得到平均粒径为0.27μm的粒状硫酸钙；使用5%(质量分数)的硬脂酸改性粒状硫酸钙，得到改性粒状硫酸钙；将改性粒状硫酸钙作为填料应用到聚氯乙烯中，当其添加量为2%(质量分数)时，聚氯乙烯复合材料的拉伸强度、断裂伸长率和弯曲强度分别提高了11.39%、41.73%和14.02%。研究结果可为磷石膏的高值化利用提供参考。     

硫酸钙晶须表面改性研究进展

硫酸钙晶须作为一种新型的非金属纤维材料,由于其性价比高、环保等优势不断被应用到各大工业领域。从硫酸钙晶须的制备、表面改性以及表面改性后的应用3个方面对硫酸钙晶须进行全面的概述,并在表面改性中详细介绍表面改性的机制、方法以及改性结果测评方式。     

磷石膏预处理工艺对硫酸钙晶须性能影响的研究

磷石膏预处理工艺对制备出性能优良的硫酸钙晶须起关键作用.本文系统地研究了水洗、石灰中和、球磨、浮选、筛分、水洗球磨、石灰中和球磨等预处理工艺对硫酸钙晶须性能的影响,分析了不同预处理工艺的效果、存在的问题及其可行性.结果表明:磷石膏中可溶性P2O5和F对硫酸钙晶须性能影响较大,磷石膏经过预处理后,制备的硫酸钙晶须形貌较规...     

磷石膏制备的耐热半水硫酸钙晶须表面疏水改性研究

利用固体废弃物磷石膏以常压水热法制备半水硫酸钙晶须,使用不同用量的硬脂酸、硬脂酸钠、油酸钠为改性剂对晶须表面进行改性.通过疏水角、活性指数对晶须改性效果进行分析,取改性效果最佳的晶须采用SEM、FT-IR、XRD、TG-DSC等多种分析手段对样品进行表征分析.实验结果表明:钠离子在制备过程中会进入晶须,生成失水温度更高的水钠钙矾石,分别使用10％硬脂酸、8％油酸钠、8％硬脂酸钠对晶须的改性疏水效果最好.改性剂在晶须表面主要以化学吸附的形式存在,并伴有少量的物理吸附.结果 可作为利用磷石膏制备适用于聚合物热加工的石膏晶须的参考.     

稀土石膏常压酸化法制备硫酸钙晶须的研究

以含稀土的石膏为原料运用常压酸化法合成硫酸钙晶须,探讨了不同工艺条件对生成的硫酸钙晶须形貌的影响,同时还考察了晶型助长剂的种类和晶型助长剂的含量对硫酸钙晶须生长的影响,利用SEM和XRD分别对硫酸钙晶须的表面形貌、物相特征做了表征分析。实验得到制备硫酸钙晶须的最佳的反应条件：稀土石膏质量浓度为0.22 g/mL、反应时间为25 min、盐酸浓度为2.8 mol/L、反应温度为70 ℃、陈化时间为4 h,在此条件下合成的硫酸钙晶须平均长度为61 μm,平均长径比为30.5;通过对比实验选出了CuCl₂作为促进硫酸钙晶须生长的助长剂,在添加5%（质量分数）的CuCl₂的情况下可使硫酸钙晶须长径比从30.5增至41,长度从61 μm增至81 μm。     

升温重结晶过程中硫酸钙晶须的形貌控制及其生长机理

利用升温重结晶过程制备硫酸钙晶须,考察了溶液pH、升温区间、振荡速率等操作条件对晶须生成及形貌的影响,并初步探索了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚乙二醇(PEG 6000)和乙二胺(EDA)4种表面活性剂对晶须形貌的影响。结果表明:在升温重结晶反应体系中,各操作条件均可对晶须产物的形貌和尺寸产生影响,但pH和升温区间的影响最大;SDS会显著抑制晶核形成,质量浓度为7 g/L时生成的产物形貌为均一棒状,结晶度较高。硫酸钙晶须主要以层状形貌结构生长,少部分晶须呈现类似多晶和外延生长的形貌。     

添加剂辅助水热法制备硫酸钙晶须及生长机理研究

以脱硫石膏为原料,采用水热法再结晶工艺,研究了氯化镁、柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和油酸钠对硫酸钙晶须生长行为的影响。结果表明:在一定温度下,水热再结晶产物晶相均为半水硫酸钙;未加添加剂的脱硫石膏经水热转化可以形成硫酸钙晶须,但产物长径比小,晶须短而粗。氯化镁对晶须的生长无明显促进作用;柠檬酸会抑制晶须的生长;SDBS对晶须的生长有一定的促进作用,但产物形貌不均匀,出现颗粒状硫酸钙;油酸钠对晶须生长有较好的促进作用,可获得形貌均匀、长50~200μm、直径约1μm的高长径比的针状晶须,经煅烧可得到稳定化的无水死烧硫酸钙晶须。在此基础上探讨了油酸钠在水热转化过程中对晶须生长的作用机理。     

碳酸镁晶须演变过程研究(Ⅰ)

本文采用低温水溶液法分别制备出五水碳酸镁晶须晶体和三水碳酸镁晶须晶体,通过对制备产品进行加热升温,研究制备产物的物相及形貌的演变过程,发现晶体物相由无水碳酸镁向三水碳酸镁转变,同时,晶体形貌先后经历了棒状-鱼翅状-棒状的变化过程.在此基础上,进一步从晶体结构、晶体稳定性及能量角度分别分析了五水碳酸镁晶须晶体向三水碳酸镁晶须晶体演变的本质.     

晶须硫酸钙改性的硅橡胶复合材料及其制备方法

由上海工程技术大学申请的专利(公开号CN 101787213A,公开日期2010-07-28)"晶须硫酸钙改性的硅橡胶复合材料及其制备方法",涉及的晶须硫酸钙改性的硅橡胶复合材料配方为:二羟基聚二甲基硅氧烷98～100,正硅酸乙酯2～5,催化剂二月桂酸二丁基锡0.1～0.2,晶须硫酸钙5～15,硅烷偶联剂0.05～0.45。晶须