粉石英制备高纯球形纳米SiO2

摘要:以价格低廉天然优质粉石英矿物为基本原料,采用改进溶胶-凝胶技术,盐酸和硅酸钠溶液共滴加的方式,制备高纯球形纳米SiO2粉体材料。研究了体系中硅酸钠浓度及纯度、pH值、表面活性剂及分散剂等因素对其性能的影响。制备出的高纯纳米SiO2粉体中SiO299.97%、Al3+ 9×10-6、 Fe3+ 1.04 9×10-6、Na+≤3.59×10-6、Cl-≤19×10-6,平均粒径在50～80 nm。研究结果表明:制备的SiO2粉体为高纯、球形、分散度高且粒度均匀,能达到电子封装材料功能填料用高纯球形纳米二氧化硅性能指标要求。本文重点探讨原材料对其纯度的影响,团聚机理及解决团聚的措施。该方法具有成本低及易于工业化的特点。      

球形纳米SiO2制备

采用溶胶凝胶法,利用天然粉石英与纯碱反应制得的硅酸钠和硫酸反应得硅凝胶,再经过滤、洗涤、干燥、煅烧得球形纳米SiO2;采用XRD、SEM、BET表征了其结果;探讨了其制备机理和工艺条件,并分析了影响球形纳米SiO2性能的主要因素。     

高能球磨机叶片尺寸变化对微纳米SiO2粉体的影响

采用EDEM离散元软件模拟了卧式高能球磨设备在制备纳米级SiO₂粉时,研磨仓体内钢球与物料的相互碰撞情况。通过采用实际实验,成功制备出了纳米级SiO₂粉。将模拟的结果与实际实验相互结合,我们得出了一套制备纳米SiO₂粉的成熟工艺。即在叶片长度为115mm、宽度为8mm、转动速度1000rpm-1100rpm、钢球直径3mm、球料比15:1的情况下,使用卧式高能搅拌磨机球磨60min即可得到纳米级的SiO₂粉。     

微硅粉(纳米硅)水泥注浆技术在地质灾害防治中的应用

介绍了微硅粉(纳米硅)浆材的基本性能，应用微硅粉浆材处理基础的不均匀沉降等地质灾害，解决了工程实际问题。     

微硅粉浮选中的纳米气泡稳定性及协同作用的讨论

针对微硅粉的提纯问题,提出了在微硅粉浮选中引入纳米气泡以提升浮选回收率的方案,分析了纳米气泡对浮选提纯微硅粉的影响;使用纳米颗粒跟踪分析(NTA)测定纳米气泡的稳定性和油酸钠对其稳定性的影响。结果表明:在捕收剂等量的情况下,在微硅粉浮选中引入纳米气泡,可以提高纳米SiO₂的回收率,在捕收剂用量为1.5 g/L时,纳米SiO₂回收率达到最大,为70.2 %;油酸钠可以提高水中纳米气泡的稳定性和分散性;纳米气泡可以提高浮选回收率,可能是由于纳米气泡与浮选中产生的普通浮选气泡发生协同作用。     

反应性增容制备纳米SiO2/PP复合材料

反应性增容技术可以在熔融加工过程中原位生成接枝或嵌段共聚物而在两相之间产生比纯物理作用更强的相容性和界面粘结.据此原理,本工作采用溶液接枝的方法在纳米二氧化硅(nano-SiO2)表面接枝改性引入带活性羟基的聚丙烯酸羟乙酯(PHEA),然后将它与聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)、聚丙烯(PP)熔融共混,制备了反应性增容型nano-SiO2/PP复合材料.研究表明,在熔融共混过程中发生了原位化学反应,生成了接枝物,从而增强了nano-SiO2与PP的界面粘结,提高了两者的相容性.与纯PP相比,复合材料的强度和韧性均得到了较大的提高,尤其是缺口冲击强度,当nano-silica为1.43vol.%时,是纯PP的210%.     

超细SiO2粉的制备与助磨研究

利用搅拌磨,以0.5~2.0 mm氧化锆陶瓷微珠为研磨介质,对二氧化硅进行了超细粉碎试验研究,通过料球比、浓度、介质配比、介质充填率等条件试验,确定了搅拌磨生产超细硅粉的最佳操作参数,得到了d50=0.334 2μm的二氧化硅超细粉。此外,还研究了助磨剂十二胺、DA分散剂、硅酸钠和氯化铵在粉磨过程中的助磨作用及,结果表明,其中DA分散剂和硅酸钠有显著的助磨效果,能有效提高磨矿效率,降低磨矿产品粒度。     

感应等离子制备纳米硅粉的工艺及性能研究

采用感应等离子制备技术制备了纳米硅粉,对不同原料粒度及工艺参数对纳米硅粉粒度的影响进行了探究。结果表明,在其他工艺参数不变的前提下,纳米硅粉的粒度随原料粒度降低呈先降低后不变的趋势,随冷却气流增大而降低,随送粉速率增大呈先增大后不变趋势,随等离子功率增大而降低。根据影响规律,选定最优工艺参数,对制备的纳米硅粉进行性能表征,其中粉体形貌呈表面光滑的球形或类球形颗粒,颗粒尺寸基本处于50～100nm之间;对粉体的杂质含量进行测定,主要杂质含量为0.064%,与原料硅粉相比,降幅达34.7%。     

浮选法对非晶微硅粉提纯效果的研究

为确定效果最优的纳米石英浮选工艺条件,采用浮选法对微硅粉分离提纯,考察了捕收剂用量、不同金属阳离子活化剂种类、矿浆pH值、搅拌强度、引入纳米气泡等条件对纳米石英提纯效果的影响.结果表明:在浮选机转速为2 000 r/min、矿浆pH值为12、捕收剂(油酸钠)用量为1.5g/L、活化剂(CaCl2)用量为5×10-3mo...     

纳米Al2O3粉体的制备及其热稳定性的改善

用硫酸铝铵(NH4Al(SO4)2)和碳酸氢铵(NH4HCO3)作为原材料,通过沉淀法制备了一种新型的氧化铝的前驱体——碳酸铝铵(AACH)。研究了该前驱体焙烧时的相变行为与产物形貌,发现其相变过程为：无定型(300℃)→γ(700℃)→γ θ(1050℃)→θ α(1100℃)→α(1200℃),在1200℃的高温下氧化铝粉体粒子长得很大,粒子之间的烧结很严重,产物中有很多“树枝状”硬团聚。这些都会造成粉体比表面积的损失,选择SiO2作为添加剂来改善氧化铝粉体的热稳定性,结果显示SiO2能有效地阻止氧化铝纳米粉之间的烧结,抑制氧化铝的α相变,从而改善了粉体的热稳定性能。     

硅石加工系列报道之三硅石制备晶体硅

本文介绍了自硅石制备单晶硅的生产链，即电弧炉中还原硅石获得工业硅，用三氯氢硅法或硅烷法制备多晶硅，再用坩埚直拉涟或区域熔炼法制备电了工业超纯晶体硅——单晶硅，包括较为详尽的生产方法和工艺流程。     

以硫酸镁废液为原料制取轻质碳酸镁

以元江镍矿产出的硫酸镁废液为原料,采用硫酸镁—碳酸氢钠法进行了制备轻质碳酸镁的试验研究。结果表明:影响硫酸镁与碳酸氢钠反应的主要因素为反应时间、反应温度和硫酸镁的浓度。其最佳反应条件为Mg2+浓度1.25mol/L、反应温度75℃、反应时间180m in。在最佳条件下,产品中MgO的收率达90.42%,产品质量达到HG/T2959-2000合格品标准。     

一种工业固废制备水合二氧化硅初探

介绍了用工业固废粉煤灰制备水合二氧化硅的方法.依此法,粉煤灰经激活、酸浸、陈化、除杂等工艺,制备出SiO2纯度达91.7%的水合二氧化硅,其化学式为SiO2·1/7H2O,品质标准符合HG/T3601.     

气相纳米SiO2·nH2O粒径控制与形貌研究

研究了利用粉煤灰与氟化钙等以气相法直接制备纳米级SiO2·nH2O的工艺。通过有效控制酸解和水解的速度,研究了在水解过程中加入乙醇、乙二醇、丙三醇、十二烷基硫酸钠、柠檬酸作为水解添加剂和分散剂时,对颗粒粒径的良好控制作用,并制备出不同粒径的纳米SiO2·nH2O。研究还发现,以柠檬酸作为分散剂时,粒子表面出现多孔结构。     

粉煤灰中提取非晶态硅及硅产物的高值化利用

我国以煤炭为主的能源结构,在保障着我国能源供给的同时也带来了大量的粉煤灰,尤其在我国西北地区,由于较低的粉煤灰利用率,造成了严重的环境污染及耕地占用等问题。目前有用组分的提取已然成为粉煤灰高值化利用的研究热点,特别是粉煤灰中非晶态硅的提取是提升粉煤灰资源化利用价值的重要手段。本文论述了碱浸法和酸浸法两种从粉煤灰中提取非晶态硅的工艺,剖析其原理及工艺特点,并探讨了提硅产物在绝热保温材料、白炭黑、分子筛、造纸填塑等方面的应用情况。相较于传统硅基产品的制备,利用粉煤灰提硅产物制备各种硅基制品具有产品性能好、成本低、应用广泛等优点,不失为一条实现粉煤灰高值化、精细化、梯级化利用的有效途径。      

碱溶粉煤灰提硅工艺条件的优化

采用正交实验对碱溶粉煤灰提取二氧化硅的最佳工艺条件进行了优化,结果表明:碱溶粉煤灰提取硅的条件为:反应温度130℃、NaOH初始浓度17.5mol/L、液固比1.5∶1、反应时间6m in。在此条件下,过200目筛的粉煤灰提硅率可达75.65%,提硅渣中的铝硅比达到3。     

天然纤蛇纹石制备纤维状纳米氧化硅研究

以石棉尾矿为原料,通过水洗、筛选、净化提纯等工艺得到纤蛇纹石石棉束,以十二烷基苯磺酸钠为表面分散剂对其高速乳化分散,再对充分分散的纤蛇纹石石棉纤维进行酸浸等处理,获得了直径为20～40nm管状的、无定形纤维状纳米氧化硅研究了煅烧、分散等工艺对石棉酸浸程度以及酸浸产物形貌的影响.实验表明,纤蛇纹石所特有的管状结构在制备过程中起到了"模板"作用,并在酸浸过程中被所生成的纳米氧化硅所继承,从而形成了管状纤维纳米氧化硅.     

利用硅灰石为原料制备纳米二氧化硅粉体

使用两种强酸为复合酸、PEG等为复合分散剂,以硅灰石为原料,用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化硅粉体;通过透射电镜(TEM)、荧光光谱、X射线衍射仪(XRD)和孔隙率测定仪等手段检测了产品的性能,产品颗粒为球状,平均粒径为25 nm,SiO2含量大于99%,主峰孔径为18 nm.该方法工业化生产二氧化硅粉体有明显的优点.     

废旧电池制备氧化石墨烯

论文针对废旧锌锰电池中的碳棒进行高附加值回收利用,采用改进的Hummers法从废旧锌锰电池中回收制备氧化石墨烯,考察了低温反应时间、中温反应时间、高温反应时间、高锰酸钾用量、浓硫酸用量和不同干燥方式对制备产品氧化石墨烯的影响。结果表明：以碳棒为原料制备氧化石墨是可行的,当石墨粉用量为1g时,高锰酸钾5g、浓硫酸20 mL、低温反应时间2 h、中温反应时间4 h、高温反应时间30 min,可制备得到氧化程度较高的氧化石墨烯。     

锆硅渣制备白炭黑研究

分析了锆硅渣用直接中和法、沉淀法难以制备高品质白炭黑的原因是 :锆硅渣的活性比较低 ;锆硅渣中存在大量的机械混合物、物理吸附物、化学吸附物。提出了锆硅渣用物理活化、胶溶、离子交换法制备白炭黑的工艺路线及原理。