沉淀法制备白炭黑的理论基础

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沉淀法白炭黑介绍

Silica A Silica B Silica C
N 774
N 550 N 220 N 110
沉淀法白炭黑真实光学显微照片
( X60倍放大)
微珠状 => 具有良好的分散性 & 较低的作用力
标准的粉未状 => 具有较小的阻力 & 较高的污染
沉淀白炭黑结构模型与真实电镜照片
电镜照片
模型
沉淀白炭黑的比表面积
38 16.5 14 14
79 56 21 18
初始颗粒大小
DBP-值 g/100g
170 205 180 240
72 121 114 113
湿度 %
5.5 5.5 5.5 6.0
<1 <1 <1 <1
商标名
Ultrasil 360 Ultrasil VN2 GR Ultrasil VN3 GR Ultrasil 7000 GR
白碳黑表面硅胶偶联剂
RO
OH RO Si RO
4－乙氧基硅烷
丙基链
橡胶偶联剂橡胶
S–X
含S功能团
共混时交联
硫化时交联
白碳黑与硅烷偶联剂共混
偶联反应机理
RO
O RO Si R' S i OH RO
白炭黑 = 沉淀法水合二氧化硅
外观, 结构和组成比表面积多孔性表面化学颗粒度分散性
沉淀白炭黑特征性能
外观, 结构和组成: 粉状, 大颗粒, 微珠比表面积: CTAB, BET 多孔性: BET-CTAB 表面化学: -H, -OH 基团, 水分, 灼烧减量颗粒度: 颗粒大小, (基本粒子, 聚集体, 附聚体) 和分布分散性: 传统, 高分散白炭黑

沉淀法白炭黑

沉淀法白炭黑
一、产品特性：
沉淀法白炭黑（简称白炭黑）是橡胶工业常用的补强剂，它的化学名称是水合二氧化硅（Si O₂）或称胶体二氧化硅。

因为它在橡胶中有类似炭黑的补强性而且是白色粉末或细小粒子。

所以人们又称它为白炭黑。

目前白炭黑的制法大多数是采用硫酸溶液与硅酸钠溶液进行化学反应的方法。

因此法制得的白炭黑性能优良、成本也较低廉。

二、使用范围：
白炭黑在橡胶工业中应用最广，在制作胶鞋中它是彩色橡胶或透明鞋底的最佳补强剂。

在轮胎制作中常用它提高胶料对骨架材料或纤维的粘性。

在胶辊制作中它不仅能提高硫化胶的硬度和耐磨性，而且能提高胶料与金属辊芯的粘着力。

白炭黑绝大部分用于橡胶工业，只有一小部分用于其它工业，例如作农药辅料，还有油墨、油漆、塑料、日用化工产品也常用白炭黑，但用量不大。

三、参数指标（HG/T3061-1999）：。

液相沉淀法制备超细白炭黑的改性研究

ＬｕｉｇＱＩＩｙ，ＡＮｉａ，ｕｈＳｎＨａｙｎＹＥＸｃｕ
（ｏｌｅｆｔｒｌｃｎｅｎｅｈｏｏｙＮｎｉｇＵｎｖｒｉｆｅｈｏｏｙＮｎｉｇ２００）ＣｌｇｅｉｉｃｄＴｃｎｌｇ．ａｊｉｅｓｙｏｃｎｌｇ．ａｊ１０９ｅｏＭａａＳｅａｎｔＴｎ
ＡｂｔａｔｓｒｃＩｈｅｃｉｎｐｏｅｓｏｉｃｙｖｔｉｌｐｅｉｉａｉｎ，ｒｎｌｒｔ，ｕｋｄｎｉｙａｄｏｌｂｏｐｉｎｎｔｅｒａｔｒｃｓｆｓｌａｂｉｒｒｃｐｔｔｏｉｏｏｇａｕａｉｙｂｌｅｓｔｎｉａｓｒｔｏ
ｓｚｎｕｋｄｎｉｆａｒｈｕｉｃｅｒａｅａｄｏ１ｂｏｐｉｎｖｌｅｉｃｅｓｓＡｎｎｒａｉｇｏｏｈｍｏｉｉｇｉｅａｄｂｌｅｓｔｏｍｏｐｏｓｓｌａｄｃｅｓｎｉａｏｒｔａｕｎｒａｅ．ｄｉｃｅｓｎｆｂｔｄｆｎｙｉｏｙａｅｔａｅｉａｓｒｔｎｖｌｅｄｃｉｅｔｌｓｍｅｖｌｅＴｈｅｕｔｈｗｈｔａｓｒｅｆｐｏｕｔｔｉｅｅｔｇｎｓｃｎｌｔｏｌｂｏｐｉａｕｅｌｉｏａｕ．ｏｎｌｅｒｓｌｓｏｔａｅｉｓｏｒｄｃｓｗｉｈｄｆｒｎｓｆｐｏｅｔｅｏｌｅｏｔｉｅｙｖｒｉｇｒａｔｎｏｄｔｎ，Ｏｔｅａｐｉａｉｎｆｌｆｈｉａｂｎｗｉｅｅｔｎｅ．ｒｐｒｉｓｃｕｄｂｂａｎｄｂａｙｎｅｃｉｇｃｎｉｏｓＳｈｐｌｔｅｄｏｅｗｈｔｃｒｏｌｂｘｅｄｄｉｃｏｉｔｅｌ

沉淀水合白炭黑

沉淀水合白炭黑沉淀水合白炭黑是一种常用的材料，广泛应用于各个领域。

下面将从其定义、制备、性质和应用等方面详细介绍。

一、定义沉淀水合白炭黑，又称为沉淀状水合二氧化硅，是指将硅酸盐溶液中的二氧化硅以沉淀的形式析出，并通过水合反应形成水合物的一种材料。

水合白炭黑具有高比表面积、高吸附性能和较好的分散性，具有广泛的应用前景。

二、制备沉淀水合白炭黑的制备主要通过硅酸盐溶液的酸碱反应来实现。

通常采用的原料是硅酸钠或硅酸铝钠等，通过与酸反应得到沉淀水合白炭黑。

制备过程中需要控制反应温度、酸碱配比和搅拌速度等因素，以获得理想的产品性质。

三、性质1. 物理性质：沉淀水合白炭黑呈白色粉末状，具有较大的比表面积和孔隙结构，能够有效地吸附和分散其他物质。

2. 化学性质：水合白炭黑具有较好的化学稳定性，能够在酸碱等条件下保持良好的性能稳定性。

3. 结构性质：水合白炭黑的颗粒呈多孔结构，具有较大的内部表面积，有利于吸附和催化反应的进行。

四、应用1. 橡胶工业：沉淀水合白炭黑作为一种重要的橡胶填充剂，能够提高橡胶制品的强度、硬度和耐磨性，同时改善橡胶的加工性能和耐候性能。

2. 涂料工业：沉淀水合白炭黑能够作为涂料的填充剂和增稠剂，提高涂料的附着力和抗沉降性，同时改善涂料的流动性和外观效果。

3. 印刷油墨：沉淀水合白炭黑能够作为印刷油墨的增稠剂和分散剂，提高油墨的粘度和流变性能，改善印刷品的质量和印刷速度。

4. 电子材料：沉淀水合白炭黑具有优异的导电性能和光学性能，可用于制备导电胶、光学膜和电子器件等。

5. 医药领域：沉淀水合白炭黑可用于制备药物载体和控释系统，具有较好的药物吸附和释放性能，有助于提高药物的疗效和稳定性。

沉淀水合白炭黑是一种具有广泛应用前景的材料，其制备简单且具有独特的物化性质。

在各个领域中，沉淀水合白炭黑都能发挥重要的作用，为相关行业的发展做出贡献。

随着科技的不断进步和应用需求的增加，相信沉淀水合白炭黑将会有更广阔的发展前景。

沉淀白炭黑生产工艺

沉淀白炭黑生产工艺
沉淀白炭黑是一种二氧化硅或碳黑的一种变体，具有高白度、细小的粒径、高吸附性能和光学性能等优点，被广泛应用于橡胶、塑料、油墨、涂料等行业。

下面是沉淀白炭黑生产工艺的一般步骤。

1. 原料选择：沉淀白炭黑的主要原料是硅酸钠和盐酸，可以选择工业级的硅酸钠和盐酸。

2. 摩尔比计算：根据所需的硅酸钠浓度和产量目标，计算摩尔比。

一般来说，硅酸钠和盐酸的摩尔比是1:2。

3. 溶解硅酸钠：将硅酸钠逐渐加入到适量的水中，在搅拌下慢慢溶解，直到完全溶解。

4. 加入盐酸：将适量的盐酸加入到溶解好的硅酸钠溶液中，保持搅拌。

5. 沉淀过程：在搅拌的同时，缓慢加入盐酸，使反应溶液的
pH值控制在1-2之间，同时观察溶液的变化。

随着盐酸的加入，溶液中会出现白色的沉淀，即沉淀白炭黑。

6. 沉淀回收：将沉淀的白炭黑通过离心、过滤等方式进行回收，烘干后得到干燥的白炭黑产品。

7. 洗涤：将干燥的白炭黑产品进行洗涤，以去除残留的盐酸和其他杂质。

洗涤的方法可以采用酸洗、漂洗等步骤。

8. 烘干：将洗涤后的白炭黑产品进行烘干，以去除水分，并保持其稳定的化学性质。

9. 包装和储存：将烘干的白炭黑产品装入适当的包装袋中，并进行密封，以防止湿气和杂质的侵入。

储存在干燥、通风的环境中，避免阳光直射。

总的来说，沉淀白炭黑的生产过程主要包括原料选择、摩尔比计算、溶解硅酸钠、加入盐酸、沉淀过程、沉淀回收、洗涤、烘干和包装储存等步骤。

通过合理的控制和操作，可以得到高品质的沉淀白炭黑产品。

硅灰石制备白炭黑的反应原理及动力学分析

浓度的概念将失去意义，为此引进反应率Ｇ的概念，
其定义为参与反应的一种反应物在反应过程中已反
应物质量所占分数，这样上述反应式其动力学微分
方程一般形式为：
ｄｄｔＧ＝ＫＦ（１－Ｇ）ｎ
（５）
式中Ｆ为一种固相反应物界面总面积，（１－Ｇ）为另一反应物剩余量，ｎ为反应级数，Ｋ为表观反应速度常数。
由于硅灰石具有独特的矿物结构，成为制备沉淀白炭黑良好的硅源，众多研究者投入到硅灰石制备沉淀白炭黑生产工艺的研究中，得到了诸多影响沉淀白炭黑性能的因素，但要想将其进行工业化生产，必须了解硅灰石生产白炭黑过程的内在规律。通过对硅灰石制备沉淀白炭黑过程的原理及动力学分析，可以了解生产过程中影响白炭黑性能的内在本质，为硅灰石制备沉淀白炭黑生产工艺的工业化提供理论依据。
To Analyze the Principle of Reaction and the Kinetics of Preparing Silica From Wollastoniteejiang Institute of Geology & Mineral Resources, Hangzhou 310007)
Abstract: In the paper, the principle of reaction and the kinetics of preparing silica from wollastonite were briefly analyzed and provided the theory base for industrialization of this process.
合二氧化硅。在酸浓度较小的条件下（反应体系的
ｐＨ值≥ ２时），硅酸主要以可溶性低聚物ＨＡｍ和Ｈ２Ａｎ

沉淀法制备超细白炭黑

沉淀法制备超细白炭黑刘延芳;李启坤;郭晶晶;许兰西;李莉;华超;王健【摘要】以水玻璃和硫酸为原料,通过沉淀法制得超细白炭黑.研究了硫酸滴加速率、硫酸浓度、反应终点pH值的控制对超细白炭黑粒径的影响.结果表明,硫酸的滴加速率与浓度直接影响白炭黑的平均粒径,滴加速率越大,平均粒径越大;42％的硫酸体积分数,制得的白炭黑平均粒径最小;反应终点pH值控制在7.6～8.5、陈化时间控制在0.5 h～1.0 h,制得的超细白炭黑的性能最好.【期刊名称】《山西化工》【年(卷),期】2014(034)006【总页数】3页(P26-28)【关键词】沉淀法;白炭黑;超细;制备【作者】刘延芳;李启坤;郭晶晶;许兰西;李莉;华超;王健【作者单位】山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519;山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519;山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519;山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519;山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519;山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519;山东弘兴白炭黑有限责任公司,山东济宁 277519【正文语种】中文【中图分类】TQ127.2;TQ171引言白炭黑即水合二氧化硅，化学组成为SiO2·nH2O，是一种白色、无毒、超细粉末状物，密度为2.319g/cm3～2.653g/cm3，熔点为1 750℃，不溶于水和酸，可溶于强碱和氢氟酸，在高温下不分解［1］。

因其表面含有较多羟基、易吸水而成为聚集的细粒。

白炭黑因具有多孔性、高分散性、化学稳定性好、耐高温、不燃烧和电绝缘性好等优异特性，而在橡胶、塑料、造纸等方面有着广泛的应用，开发利用前景广阔［2-4］。

目前，白炭黑的制备方法主要是化学法，包括气相法和沉淀法2种。

气相法生产主要以四氯化硅为原料水解制得。

该法所得白炭黑粒径较小，但生产成本高限制了其应用，一般只用于军工生产［5-6］。

01(颗粒大小和团聚)传统沉淀法制白炭黑的研究进展

次数和Ｏ一Ｈ的催化，在较低ｐＨ下，硅粒子所带的负
电荷较少，相互间斥力较小，因而分子间碰撞很容易发生，但此时Ｏ一Ｈ浓度较低，催化作用较弱；Ｈ升ｐ高，硅粒子所带的负电荷增多，相互间斥力增大，分子间碰撞更难发生，但此时Ｏ浓度较大，Ｈ一催化作
用增强。总的结果是：Ｈ二一，ｐ２６硅酸的聚合主要取决于Ｏ一Ｈ的浓度，随着ｐＨ的增大，硅酸的聚合加快，＝－，ｐ５６硅酸的聚合速率最大，Ｈ影响了硅酸与
硅酸盐离子；ｐＨ在７８可得到性能较好的白－时，炭
黑产品。
分散剂便带进阳离子，能减弱静电作用，ｉ周在Ｓ２０
围形成一个扩散双电层，双电层外壳带正电的阳离子之间相互排斥力大于胶粒之间范德华引力时，促
３纳米粉体解团聚措施
纳米粉体材料的团聚首先主要发生在制备和储运过程，其次是使用过程。在制备纳米粉体材料时，尤其用液相化学法制备纳米粉体时，由于要经过溶解、反应、过滤、洗涤、干燥、热处理等工序，时间长、环节多，极易产生团聚，特别是溶液反应过程，可以
（ｓｔｅａｒｌＳｉｃａｄｉｅｎｏＨ＇ｎｙｃｉＵｉｒｔ，ａＪｏｏ０３ＣｉＩｔｔｏＭｔｉｓｎｎＥｇｅｇｅａＰｌｅｎｎｅｉＨ＇ｎｚ４４０，ａｎｉｆｅｕａｃｅｎｎｒｆｎｏｔｈｃｖｓｅｅｉｙｎｉｕ５ａｈｎＡｓａｔｅｅｆａｎＳｐｒｃｗｉｃｏ）ｒｉｎｌｉｔｉｍｈａｄｆｃｎｈｐｃｓｏｐｐｒｇａｉｅ（ｈｅｂｎ师ｔｄｉａｐｃｉｔｎｔｄｉｅｅｉｂｔｃ；ｒｓｒｉｉｒＴｏｅ２Ｏｔｌｔａｒａｔｏｒｐａｏｅｏｎｔｅｓｔｇｆｔｓｓｃａｓｆｔｔｄｐｒｎ，ｅｐａｒｐｃｉｔｇｏｔｐｒｃｓｅｒｉｅ．ｐｉｅａｏ，ｓａａａｄｅａｔｒｉｔｏａｄｉｔｉｆｍｈａｉｅａｅｅｄＩｉｏｔｃｒｕｈｕｃｎｎｉｓｐｃｉｔｎｒｐａｎｏｎｔｌｉｒｖｗｔｎｄｒｓｅｒｅｚｅｓｏｔｔｓｄｍｎｆｔｅｂｔｄｉａｐｃｉｔｎｈｄｏｔｎｎ一ａｒｌｓｎｅｃｎｅｕｔｔｋｏＳｈｈｉｆａｕｃｒｙｉｎｌｉｔｉｍｔｉｎｔａｏｍｔｉｉｅｅｃｏｓｅｃ，ａｉｎｉ２Ｏａｕｄｒｔａｏｒｐａｏｅｏｓｈｅｅｅａｎｓｆｉａｄｋｙｎｏｓｄｆｔｓｄｃｓｕｂｔｉｐｖｔｄｐｒｎｐｒｒａｃ．ｎｔｅｐｉｆｙｈｐｕｔｌｅｍｒｅｉｅｉｅｏｎｅｈｅｏｔｔｏｉｒｕｒｏｈｄｏｏｈｓｓｇｆｍｏｅ

高纯度多孔稻壳基白炭黑的制备及性质

｝基金项目：国家科技支撑计划（２００６ＢＡＤ０５Ａ１０）收稿日期：２００９一ｌＯ—１５作者简介：李晓碹（１９７０一），女，博士，副教授，主要从事天然产物化
学及功能材料研究。
利用。本研究是以稻米加工厂燃烧后废弃的稻壳灰为原料，采用化学沉淀法，通过控制反应条件，制备出了高纯度多孔白炭黑。
ｌ实验部分
利用原子吸收方法测定了白炭黑中主要的几种金属离子含量，结果如表２所示。
表２
稻壳基白炭黑金属杂质含量
ｍｇ／ｋｇ
由表２可以发现．由于稻壳中含有的重金属杂质含量很低，因此由稻壳灰制备的白炭黑主要杂质为提取沉淀工艺过程中引入的钠离子。但总的重金属杂质含量小于４８０ｍｇ／ｋｇ。２．３稻壳基白炭黑的傅立叶红外光谱
１．１原料稻壳灰（含７０％ＳＩＯ：）由中粮集团江西米业有限
公司提供，其余试剂均为分析纯，使用前未经处理。１．２稻壳基白炭黑的合成
在四口烧瓶中加入１５ｇ稻壳灰和１５０ｍＬ１．５ｍｏｌ／ＬＮａＯＨ溶液．控制温度１００ｏＣ反应２．５ｈ，过滤并用１０ｍＬ去离子水（９０℃）洗涤滤渣；将收集的滤液加入少量螯合剂，在７５℃恒温水浴条件下，缓慢滴加１０％Ｈ，Ｓ０４溶液至ｐＨ值降至５．５，停止加热，静止陈化２ｈ，过滤洗涤沉淀物至滤液为中性，喷雾干燥得到稻壳基白炭黑。１．３样品表征
万方数据
２０１０年第３５卷第１期
■ ‘％
●
Ｐ一
＃、二、
璺盏＝赋ｄ一掣
粮食加工
５３
炭黑，各项理化指标均达到或优于国家行业标准．且杂质含量极低，为高纯度自炭黑，可以替代市售产品用于食品、医药、日化用品等领域。扫描电镜与低温氮吸附研究都证明。稻壳基白炭黑具有多孔的聚集结构，其最可几孑Ｌ径约为３０ｎｍ，适宜用作大分子吸附剂及制备硅基复合材料。

沉淀法白炭黑的生产原理及用途

沉淀法白炭黑的生产原理及用途沉淀法是一种用于制备白炭黑的常用方法。

其原理是根据各种材料之间的溶解度差异，在溶液中添加特定的沉淀试剂，利用试剂与沉淀物之间发生反应生成不溶于溶液中的沉淀物，进而通过过滤、洗涤、干燥等工艺步骤得到白炭黑。

一般来说，沉淀法制备白炭黑的主要步骤如下：1.准备溶液：将所需原料溶解于适当的溶剂中，即形成基础溶液。

2.调整溶液：根据所需产品的性质，添加适当的试剂来调整溶液的酸碱度、离子浓度等参数，以促使沉淀反应的进行。

3.进行沉淀反应：将调整后的溶液搅拌，逐渐加入沉淀试剂。

沉淀试剂与基础溶液中的其中一种或几种成分发生反应，生成白炭黑。

4.沉淀分离：通过过滤等方法，将生成的白炭黑沉淀与溶液中的其他成分分离。

5.洗涤干燥：对沉淀物进行洗涤，去除溶液残留，然后将洗涤后的沉淀物进行干燥。

1.高产率：沉淀法可以适用于大规模生产，因此可以获得较高的产量。

2.纯度可控：沉淀法可以通过控制反应条件和试剂选择，精确控制白炭黑的纯度。

3.产品多样性：通过调整原料和沉淀条件，可以制备出不同性质的白炭黑，满足不同用途的需求。

白炭黑是一种细颗粒的无机物材料，具有广泛的应用领域。

一些主要的用途如下：1.橡胶工业：白炭黑作为一种重要的填充剂，可以加入到橡胶中改善橡胶的加工性能、增加强度和耐磨性，并提高橡胶制品的抗老化性能。

2.涂料工业：白炭黑可以作为涂料中的增稠剂、稳定剂和增白剂。

它可以增加涂料的流变性、提高涂层的涂装性能，并提供良好的白度和光泽。

3.印刷油墨：白炭黑可以用于制备各种印刷油墨，如胶印、凹印、丝网印等。

它可以提高油墨的色度、流动性和均匀性。

4.化妆品工业：白炭黑可以作为化妆品中的增稠剂、稳定剂和着色剂。

它可以调整化妆品的质地、提供良好的保湿效果，并赋予化妆品较好的遮盖能力和光泽。

5.医药工业：白炭黑可以作为制备药品中的载体和稳定剂。

它可以增加药品的稳定性、控制释放速率，并提高药物的吸附性能。

6.食品工业：白炭黑可以用作食品添加剂，用于改善食品的质地、调整口感和增加凝胶状食品的稳定性。

河源沉淀法白炭黑

河源沉淀法白炭黑河源沉淀法白炭黑是一种新型的高性能黑色无机颜料，广泛用于橡胶、塑料、涂料、印刷油墨、化妆品等领域。

它具有颜色鲜艳、覆盖力强、耐候性好、化学稳定性高等优点，是一种高质量、高性能的黑色颜料。

下面我们来详细了解一下关于河源沉淀法白炭黑的相关知识。

一、生产原理河源沉淀法白炭黑是利用聚合物（如蔗糖、聚乙烯醇等）作为助剂，在沉淀剂（如酒石酸、硝酸银等）水溶液中液相和悬浮剂（如聚丙烯酰胺等）协同作用下生成的无机颜料。

在生产过程中，首先将聚合物加入到溶液中，搅拌均匀后加入沉淀剂，使其与悬浮剂共同作用，随后通过离心分离、水洗、干燥等多道工艺流程制备出白炭黑。

二、产品特性1. 颜色鲜艳：河源沉淀法白炭黑的颜色鲜艳，黑度高，可以被大多数的基体颜料良好的接受。

2. 覆盖力强：白炭黑颗粒较小，分布均匀，能够使得基体颜料与黑色颜料的混合更加均匀，从而展现出很好的覆盖力。

3. 耐候性好：河源沉淀法白炭黑有很好的耐候性，能够在紫外线照射的情况下不褪色，不变质，具有很高的稳定性。

4. 化学稳定性高：白炭黑不易受到化学腐蚀，经过不同颜料测试，白炭黑能够在不同酸、碱浓度环境下稳定存在。

三、应用领域河源沉淀法白炭黑应用非常广泛，包括橡胶、塑料、涂料、印刷油墨、化妆品等领域。

其中使用最多的领域为橡胶和塑料领域。

橡胶行业中，白炭黑通常用于轮胎、输送带等制品中，可迅速提高其抗磨性、机械强度和耐久性。

另外，在涂料领域，白炭黑也用作添加剂，可改善产品的防水、抗污染性能。

化妆品领域也广泛应用白炭黑，如用于隔离霜、防晒霜、控油粉、粉底等产品中，可增强产品的覆盖度、遮盖力和持久性。

综上所述，河源沉淀法白炭黑是一种高质量、高性能的黑色无机颜料，应用范围广泛，具有很好的使用效果。

沉淀白炭黑的生成机理

沉淀白炭黑制备通常以水玻璃和酸为原料聚合而得，在水玻璃溶液中不存在简单的偏硅酸根
# 离子 !"#" 偏硅酸的实际结构式为 $% " $ ，
（ &" !"#%）和 $%（。因此，在溶液中的 " & $ !"# % ）负离子只有 &" !" &%" # 和 &$ !"#%# ，这两种负离子在溶液内随着外加酸浓度的增高而逐步与即： & ’ 结合，
本文链接：/Periodical_jiangxhg200402008.aspx 授权使用：福州大学图书馆(fzdxtsg)，授权号：010f7dc3-595b-4fcd-9012-9db80144c659 下载时间：2010年7月19日
引证文献(9条) 1.唐杰.李琛用乙二胺四乙酸二钠和正丁醇改善沉淀法白炭黑的性能[期刊论文]-科技信息 2008(32) 2.向斌.韦奉.杨永锋并流式进料沉淀法二氧化硅的制备[期刊论文]-重庆大学学报（自然科学版） 2008(11) 3.黄飞.李军.尚书勇.黄传寿.阮勤.谢秩清磷酸沉淀法制备白炭黑绿色工艺研究[期刊论文]-无机盐工业 2008(11) 4.弓太生.王小丽.曹云红载银沸石在鞋材抗菌整理中的应用[期刊论文]-皮革科学与工程 2008(1) 5.玉显恒.李婧.李蓉.李立新沉淀二氧化硅消光剂的制备研究[期刊论文]-化学研究与应用 2007(10) 6.张哲.张晓镭皮革消光涂饰中多孔SiO2的制备[期刊论文]-皮革科学与工程 2007(1) 7.王宝君.张培萍.李书法.马丽艳.田莉玉白炭黑的应用与制备方法[期刊论文]-世界地质 2006(1) 8.崔文雷.胡建.张启忠废稻壳制白炭黑工艺研究[期刊论文]-吉林化工学院学报 2006(2) 9.高轶纳米SiO<,2>粉体的原位有机化及其填充星形S-SBR胶料的结构与性能研究[学位论文]硕士 2005

沉淀法纳米白炭黑的制备

沉淀法纳米白炭黑的制备!王志成!，平琳"，张慧勤"（!#中原工学院能源与环境学院，郑州$%&&&’；"#中原工学院材料化工学院，郑州$%&&&’）摘要：以水玻璃（()"*・!+,*"）、盐酸、胶体保护剂为原料，制得沉淀法纳米白炭黑。

研究了盐酸滴加速度、胶体保护剂种类、盐酸的浓度对纳米白炭黑粒径的影响。

结果表明，盐酸的滴加速度直接影响白炭黑的平均粒径，滴加速度越快，白炭黑的粒径越大；胶体保护剂的加入可使白炭黑在常压下干燥，解决了纳米级白炭黑制作过程中的微粉团聚问题；控制盐酸的浓度及其与()"*・!+,*"的反应速度是本实验的关键。

关键词：沉淀法，纳米，白炭黑，水玻璃中图分类号：-.文献标识码：/文章编号：!&&01$230（"&&%）&"1&&"21&2收稿日期："&&$1!!1"4。

作者简介：王志成（!0%31），男，副教授，从事材料科学的教学和科研工作，已发表论文!&多篇。

电话：（&2’!）’304343。

!河南省自然科学研究项目，项目编号："&&$$2&&&3。

白炭黑即水合二氧化硅，分子通式为：+,*"・"5"*，具有质轻、无毒、无味、不溶于水和酸、耐高温、化学性能稳定等优点。

纳米白炭黑与普通白炭黑相比，具有不同寻常的颗粒特性（即极小的粒径、极大的比表面积、高纯度和成倾向链性等）。

纳米白炭黑表现出的优越性能是普通白炭黑所不能比拟的，有着十分广阔的应用前景。

沉淀法纳米白炭黑能够增强固态体系的内聚力，常用作胶粘剂、密封剂、橡胶制品等的补强剂；在液态体系中沉淀法纳米白炭黑能够控制和提高液体的粘度；且具有极高的触变性、光散射性；在橡胶、塑料、涂料、油墨等领域发挥出其独特的作用（如消光性等）［!］。

沉淀法制备白炭黑绿色新工艺

沉淀法制备白炭黑绿色新工艺熊祥祖,徐彪,胡利峰,杜文(武汉工程大学化工与制药学院,绿色化工过程省部共建教育部重点实验室,湖北武汉 430074)摘要:此新工艺以磷酸和硅酸钠为原料用沉淀法制白炭黑和磷酸钠盐,在不影响白炭黑及磷酸钠盐产品质量的前提下,使生产白炭黑和磷酸钠盐的工艺技术有机地结合,不但解决了副产物出路问题,并使原有磷酸钠盐的综合技术经济指标也得到有效的提高。

实验研究了钠磷比、加水量、反应温度、反应时间对产品中残磷量的影响,结果表明,反应温度为82 ,加水量为40%,反应时间为15m i n ,N a P 为9 10时,效果最好,中间产品残磷量为1.28%,经硫酸萃取和洗涤后,白炭黑的残磷量用普通方法已无法检出。

关键词:磷酸;白炭黑;磷酸盐;钠盐G reen Process ofW hite Carbon B lack Preparati on by Preci pitati onM ethodX IONG X i a ng -zu,XU B iao ,HU Li -feng,DU W en(Key Laboratory fo r Green Che m ica l Process ofM i n istry of Educati o n ,Schoo l of Che m ical Eng i n eering &Phar m acy ,W uhan Institute of Techno l o gy ,H ube iW uhan 430074,Ch i n a)Abst ract :W h ite carbon b lack sa ltw as prepared by the m ethod o f prec i p itati o n w ith phosphoric aci d and sodiu m silica te as ra w m ateria ls ,on the pre m ise o f no affecti o n to the qua lity ofw hite car bon black and sod i u m phospha te ,t h e tech nolog i e s of producti o n ofw hite carbon and sod i u m phosphate w ere co m bined organically .Itwould so l v e t h e prob le m s of the sale o f by-pr oducts ,and the o ri g i n al co m prehensive technical and econo m i c i n dexes o f sodium saltw ou l d be effecti v ely i m pr oved .So m e i m portant factors w hich affected the content o f re m nant phosphor i n products such as the m ass ratio ofNa to P ,the w ater conten,t the reaction te mperature ,and the reaction ti m e w ere stud i e d ,respectively .The resu lts sho w ed t h at t h e re mnant P i n the fina l products w ashed by Sulf u ric acid can not be detected ,and the percentage of re m nant P i n i n ter m ed iate products w as 1.28%,when t h e reaction te m pera t u re w as 82 ,the percentage of wa ter contentw as 40%,t h e reaction ti m e w as 15m i n ,and t h e m ass rati o ofN a to P w as 9 10.K ey w ords :phosphoric acid ;wh ite carbon b lack;phosphate ;sod i u m salt作者简介:熊祥祖(1951-),男,武汉工程大学副教授。

低铁沉淀法白炭黑的制备

低铁沉淀法白炭黑的制备摘要：随着经济的发展越来越多的行业需要白炭黑低铁限铁，低于180ppm的低铁白炭黑的应用面也越来越广，本文主要介绍了一种生成低铁白炭黑的方法、生产注意事项及工艺条件。

关键词：低铁、沉淀法白炭黑、生产条件、用途一、概述在白炭黑竞争日益激励的今天，铁含量的高低直接关联其涉足的领域、硅橡胶、医用助剂、食品辅料、绝缘材料等行业都对白炭黑的含铁有明确的限制，所以沉淀法白炭黑中的铁越来越得到生产企业的重视。

本文所述及的白炭黑指其含量为≤180ppm的可适用于上述四领域的低铁白炭黑。

低铁沉淀法白炭黑制备原理：低铁沉淀法白炭黑主要是将一定浓度的泡花碱与硫酸在一定的反应条件及工艺要求下发生酸碱中和反应而得，其间加入部分络合剂及限铁添加剂达到利于在漂洗阶段除铁的目的。

反应方程式如下：Na2SiO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2SiO3H2SiO3 +（n-1）H2O SiO2.nH2O + H2O流程方框图：二、制备过程低铁沉淀法白炭黑的制备过程主要包括：反应、压滤、干燥、包装等工序：1、反应向反应缸内加入一定量的净化后的水，升温至75-95℃，先预加入7%左右的m浓度的泡花碱，混合搅拌，取样测定，调整浓度至n，同时滴加事先配好浓度的酸碱，反应90分钟后，停止加碱，进入酸化，调PH至4.3-4.5。

反应结束后，老化10分钟。

反应过程中分阶段加入络合剂及限铁助剂。

2、压滤漂洗将反应好的物料，经冷却后用泵打入压滤机进行压滤，待料进好后开启水泵漂洗至硫酸盐含量低于0.5%。

及测试电导率到一定值，漂洗水要经净化并有温度限制。

3、干燥将上一工段输送来的浆料，经打浆后用泵送入离心喷雾干燥塔，控制雾化盘转速，干燥塔出口温度，以便得到理想的物料。

干燥后自动包装，包装时进行终端除铁。

三、生产注意事项及具体工艺要求沉淀法白炭黑中的铁从工艺上看，主要来自生产原料（泡花碱和酸）、漂洗水以及设备、管道的腐蚀等，要生产低铁白炭黑就要从这些方面入手，尤其是原料方面，占主导因素，故需采用优质的原料，浓硫酸和固体泡花碱的采购必须有选择性，浓硫酸的质量指标以国家标准执行，还要外增加两项指标，即色泽和铁含量。

白炭黑概述及其生产工艺介绍

白炭黑概述及其生产工艺硅在自然界中主要以二氧化硅和硅酸盐的状态存在，一切植物皆含有少量的二氧化硅，动物体内的结缔组织中亦含有二氧化硅。

硅在地壳中的含量是绝对丰富的，硅在地壳中的重量百分数为27.6%，仅次于氧（47.2%）为第二位。

无机硅化合物在八十年代是无机化学品中发展较快的系列产品，尤其是近些年来发展更为迅速。

在德温特中心专利索引的无机化学品类中，硅化合物的专利文摘量占了绝对的优势。

由此可以看出，无机硅化合物，在众多的无机化学品中是有明显的竞争力的。

纵观世界情况，硅化合物的新品种近些年来增加并不多，而对于无机硅化合物用途的开发则较为重视。

例如硅化合物中最老的品种硅酸钠，目前也在向高性能、高附加价值化发展；美国莫比尔公司对于ZSM沸石研制了多种规格，几乎可用于石油化工的各个催化过程；氮化硅陶瓷发动机正在向实用化进军。

因此，从目前开发趋势看，无机硅化合物将会大量进入到轻工、食品、医药、建筑、电子、冶金、机械工业等许多领域，一定大有发展前途。

我国的硅化合物产品主要是解放后才逐步发展起来，至今才有几十个品种，因此差距还较大。

我国具有优质而丰富的资源，为研究开发更多的硅化合物提供了物质基础。

近十多年来，不仅得到了化工部的重视，并委托科研单位出版了“硅铝化合物”资料。

可以预料，我国的硅化合物的发展速度必将越来越快，与世界发达国家的差距必将越来越小。

白炭黑是硅化合物中较老的一个品种，三十年代中叶，德、苏、美等国就开始研制，到四十年代末就进入了工业生产，八十年代总生产能力达70～80万吨/年。

我国六十年代开始起步，八十年代千吨级的厂有两家，年产量总共仅5000～6000吨，而且品种少，质量差，能耗高，未形成系列化。

因此，研制新产品和开发应用领域的任务十分艰巨。

1.物理化学性质外观为白色高度分散的无定形粉末或絮状粉末，也有加工成颗粒状作为商品的。

比重为2.319～2.653，熔点为1750℃。

不溶于水及绝大多数酸，在空气中吸收水分后会成为聚集的细粒。

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四,沉淀法制备白炭黑的理论基础
来源:世界化工网
全文请访问:/睡过站了
沉淀法自卑白炭黑的主要原料是工业水玻璃,它是水溶性的硅酸盐,在所有硅酸盐中,碱金属的硅酸盐可溶于水,重金属的硅酸盐不溶于水.市售的工业水玻璃通常为粘稠状的水溶液,属胶体溶液.一般工业水玻璃中的Na2O和SiO2的物质的量比为1:3.3左右,故水玻璃时间上是多聚硅酸盐.现代科技表明,溶液中SiO2的聚合度并不等于它们的物质的量比;物质的量比越大,聚合度越大
见表:
硅酸盐是很若的酸,其电离常数很小,数量级为K1≈(-8
10),K2≈(-14
10
).
硅酸在水中的溶解度也极小,大约为100mg/kg.因此,硅酸很容易从硅酸盐的水溶液中呗其他酸置换出来,即使很弱的酸,如碳酸,醋酸等.硅酸在水中的溶解度虽小,当在较稀的水玻璃溶液中加入某种酸时,肯定有大量的硅酸生成,然而实验发现并不立即有沉淀出来.这是因为初
生的单分子硅酸是溶于水的,随着时间的推移单硅酸聚合成低聚硅酸,在聚合成高聚硅酸.然后,在水溶液ph=7~10,且无盐存在时,可以进一步聚合为硅溶胶;而在pH<7,或是Ph=7~10,且有盐存在时,可以凝结为硅凝胶.这种自聚合作用是硅酸最重要的特性.
白炭黑的粒子组成虽然也是SiO4的集合体,但是白炭黑的生产过程既不是硅溶胶的脱水干燥,也不是硅凝胶的脱水干燥.要求SiO2粒子以疏松,细分散的絮状结构从水溶液中沉淀出来.为此,必须创造一种是以的沉淀条件,以便保证达到具有良好性能的白炭黑.
水溶液中硅酸化学是一个十分复杂的课题.长期的研究认为:硅酸根离子在碱性和微酸性溶液中(ph>2)配位数位4;而在酸性溶液总(ph<2)则配位数为6,即6配位的水合硅酸[(H2O)2Si(OH)4]和水合硅酸正离子[(H2O)3Si(OH)3]+存在于酸性溶液只能怪.硅酸溶液的酸碱度直接影响硅酸的聚合机制,致使聚硅酸的结构和性质不同.如把酸加入硅酸钠中可获得碱性范围内的硅酸;若把硅酸钠加入酸中则可获得酸性范围内的硅酸.两者的聚合产物是不同的.关于硅酸的自聚合作用机制已研究100多年,始终未有满意的结果,尤其难以全面概括硅酸聚合的重要性.70年代后期,南京大学戴安邦教授等人提出了一种聚合机制,并为实验所验证,对解释硅酸的自聚合作用于大量事实较为一致.可惜的是这一机理也不完善,只能解释线性聚合,油漆不能解释强碱条件下的聚合.
戴安邦等人的研究成果认为:硅酸浓度在超过溶解度以后,聚合作用就发生了.硅酸在酸性,中性及微碱性溶液中,存在着两种不容的聚
合机理.这主要是由于硅酸根离子在不同的ph范围内以不用的聚合状态存在,而这些不同状态的硅酸根离子间的聚合反应类型也不同.他们认为,自微碱性溶液中单硅酸离子的存在形式为
(1)在微碱性,中性及微酸性溶液中的聚合在微碱性,中性及微酸
性溶液中,硅酸的主要存在形式为[Ⅰ]和[Ⅱ],两者相遇很快发生聚合作用.这时主要是硅酸的中性分子[Ⅱ]和一价负离子[Ⅰ]间的”氧键合”作用:
上述机理说明,硅酸有两种类型的聚合机理.在酸性溶液中,硅酸的聚合按(8)式进行反应,反应的进行会使溶液的ph值略有降低.而在微
碱性或中性的溶液中,硅酸的聚合按(5)式进行,结果有少量的OH负离子释放出来,使体系的ph略有升高.
根据这个机制,还可以导出硅酸聚合动力学定量关系式,成为硅酸聚合作用理论.它不仅能说明硅酸聚合作用于溶液ph,硅酸各级离解常数,硅酸浓度和外加盐等因素间的复杂关系,且可以预测硅酸凝胶的许多性质.因此,它不仅可以为有关实验领域提供理论依据,且可对科研和生产具有指导作用.。