水热合成硅酸钙微孔球形颗粒
水化硅酸钙晶种的合成方法综述
随着纳米技术的高速发展，纳米材料由于其特有的粒径小、比表面积巨大的优点已在医药、陶瓷、涂料等领域有很广泛的应用。
基于其很强的辅助增强效果，已有较多的学者开展了一系列关于纳米材料对普通硅酸盐水泥及混凝土性能的影响研究。
研究表明[1]，纳米粒子的添加会加速水泥的水化，尤其是对早期强度的提升效果较为明显，从而提供经济和生态上的优势。
例如补偿由于使用辅助胶结材料（SCMs）而导致的水化速率降低。
纳米晶种促进剂根据其一般作用机理可以分为2类。
第一类如TiO2、ZrO2、Fe2O3之类的氧化物，或诸如碳纳米管之类的纳米颗粒，其中小颗粒通过直接提供异质成核位点来增加水化产物的生长空间进而加速水泥水化体系的水化速率；大颗粒晶种不能直接提供成核位点来促进水化产物的生长，但它们会增加胶材浆体的剪切作用，从而在水泥表面上产生更多的初始成核位点[2]。
第二类为反应性添加剂，这些添加剂除了具有填充作用外，还会对毛细孔隙中的溶液产生影响。
火山灰类添加剂（如纳米SiO2）能够形成水合产物，从而改变毛细孔隙溶液中Ca(OH)2的浓度。
添加超细氢氧化钙可显著加速水泥的水化作用，除了提供成核位点外，它还可以通过使毛细孔隙中的钙离子和氢氧根离子快速饱和来发挥作用。
碳酸钙已被证明可以加速C-S-H 的形成，方解石显然在晶体学上是C-S-H的极佳生长模板[3]。
另外，由于与富氧化铝相的化学相互作用，CaCO3会形成碳铝酸盐并稳定钙矾石，这可能对混凝土的性能有利[4]。
水化硅酸钙是普通硅酸盐水泥的主要水化产物，混凝土材料性能的好坏主要归因于它。
因此，水化硅酸钙在胶结材料的晶种添加剂方面起着非常重要的作用。
C-S-H晶种不同于其他的纳米晶种添加剂，它是C-S-H的理想成核基质。
基于C-S-H晶种的重要性，本文综述了火山灰反应法、溶胶-凝胶法和沉淀反应法等C-S-H相的常见合成方法，供相关领域的学者探讨与研究。
1、火山灰反应法火山灰反应法被描述为Ca(OH)2、SiO2和水形成硅酸钙水合物的化学反应，反应式见式（1）。
以水热技术制备空心球形纳米结构的研究
以水热技术制备空心球形纳米结构的研究水是人类最重要的资源之一，也是生命的基础。
随着科技的发展，人们对水的研究也越来越深入。
近年来，以水热技术制备空心球形纳米结构的研究引起了广泛关注。
水热技术，又称为水热合成技术，是一种以水为溶剂，在高温高压条件下合成材料的方法。
水热技术的优势在于它能够制备出复杂的三维结构，而这些结构往往在常温常压下无法得到。
此外，水热技术的反应条件比较温和，成本也比较低。
利用水热技术制备空心球形纳米结构的研究可以追溯到20世纪70年代。
当时，科学家们使用磷酸铁和磷酸钾在水热条件下制备出了一种空心球状的氧化铁纳米粉末。
这种氧化铁纳米粉末具有良好的磁性能和电学性能，在生物医学领域和环境治理方面得到了广泛应用。
近年来，利用水热技术制备空心球形纳米结构的研究取得了更加突出的成果。
例如，科学家们利用一种名为“软模板法”的技术，将硅胶球作为模板，在水热条件下制备出了一种空心球状的金纳米粉末。
这种金纳米粉末具有优异的催化性能，在能源、环境和化学工业等领域有着广泛应用前景。
除了科学家们在材料领域的研究外，利用水热技术制备空心球形纳米结构还有其他应用。
例如，一些药物的包覆体系采用空心球状结构，可以提高药物的稳定性和生物利用度。
此外，一些饮料和食品也采用了类似的技术，制成了空心球状的微胶囊，可以改善产品的口感和质感。
当然，利用水热技术制备空心球形纳米结构的研究也存在一些难点和挑战。
例如，如何控制球形结构的大小和形貌是一个重要问题。
此外，在制备过程中可能会出现杂质、毒性问题等，需要加强安全管理和监测。
对于未来的研究，应该在提高结构控制和安全性方面进行深入探究。
总之，利用水热技术制备空心球形纳米结构是一个具有前景和挑战的领域。
随着科技的不断发展，相信这个领域将会迎来更加精彩的发展。
水热合成制备水化硅酸钙-聚氨酯纳米复合材料的结构分析
Key words: calcium silicate hydrate polyurethane nanocomposites; hydrothermal synthesis; calcium silicon ratio; micro
3566
硅 酸 盐 通 报
水泥混凝土
第 40 卷
艺。 相反,Shen 等 [8] 、Kanchanason 等 [9] 和 Plank 等 [10] 研究表明有机聚合物不能嵌入 C-S-H 层间,认为聚合
物被吸附在 C-S-H 的表面或孔隙中,从而影响其结构。 此外,Khoshnazar 等 [11-12] 提出,聚合物可以部分嵌入
C-S-H 夹层中,剩余部分吸附在表面或孔隙中。 聚氨酯( PU) 是一种综合性能优异的高分子材料,它已成功
地用于制备插层黏土基纳米复合材料,并可以改善复合材料的性能 [13-14] 。 至今有关 PU 与 C-S-H 相互作用
的研究很少,为了更加有效地控制纳米复合材料的性能,需要更深入地研究有机和无机复合材料的相互作用
聚合物与 C-S-H 结构的相互作用机理仍然存在争议。 Pelisser 等 [4] 、Wang 等 [5] 和 Zhou 等 [6-7] 认为,聚合物可
以嵌入 C-S-H 层间,且表明插层的成功取决于合适的聚合物类型和浓度、主体 C-S-H 的钙硅比以及合成工
收稿日期:2021-04-28;修订日期:2021-06-15
形貌,这表明水热法可以合成 C-S-H 纳米复合材料。 不同钙硅比 C-S-H 的微观结构有较大的差异:钙硅比为
水固比对水热合成硬硅钙石球形团聚体的影响_倪文
保温材料与建筑节能
水固比对水热合成硬硅钙石球形团聚体的影响
倪文， 张大陆， 陈淑祥
（北京科技大学， 北京
"IIIEJ ）
将石灰料浆和粉状石英 !.)DS P M’GSVI-BBW" （ 摩尔比） 在动态水热合成条件下， 于 DDI O 保温 C / ， 合成硬硅钙石 摘要： # 混合， 球形团聚体。实验表明， 水固比对硬硅钙石球形团聚体的形成有很大的影响， 水固比过小很难合成硬硅钙石球形团聚体， 水固 比过大球形粒子形状不够完整且较疏松。并研究水固比对反应条件 （温度、 压力） 和对硬硅钙石坯体干燥收缩的影响。 水热合成； 硬硅钙石； 水固比 关键词：
（D ） ： "BBC ， DC "EBF"BG-
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水化硅酸钙的合成及其组成、结构与形貌
ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｏｆ Ｘ—ｒａｙ
ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ（ＸＲＤ），Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｕｍ
（取），Ｎｕｃｌｅａｒ
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｎａｎｃｅ（ＮＭＲ），Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（ＳＥＭ），
并向社会公众提供信息服务。 （保密的论文在解密后应遵守此规定）
签名：劫互幽导师签名：昌棒矿日期：矽㈣≮。＼
武汉理工大学硕士学位论文
第１章绪论
１．１水化硅酸钙的重要性
在胶凝材料中，水泥尤其是硅酸盐水泥占有突出地位。它是基础建设的主
要原材料之一，广泛应用于工业、农业、国防、交通、城市建设、水力以及海
洋开发等工程建设。同时，水泥制品在代替钢材、木材等方面也越来越显示出
武汉理工大学硕士学位论文
摘
要
水化硅酸钙（简称Ｃ．Ｓ．Ｈ）是波特兰水泥水化的最主要水化产物，也是水
泥基复合材料最主要的强度来源。Ｃ．Ｓ．Ｈ组成与结构的研究对理解、调节与控 制水泥基复合材料的力学性能与化学稳定性具有重要意义。本文围绕Ｃ．Ｓ．Ｈ的 合成及其组成、结构与形貌开展了系统的研究，主要工作和取得的重要成果有：
ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ
ｔｈｅ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｃｈｅｍｉｃａｌ
ｃｅｍｅｎｔ—ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
ｍａｔｅｒｉａｌｓ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃａｒｒｉｅｄ
ｏｆ Ｃ—Ｓ—Ｈ，ｉｔｓ
ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ ｓｔｕｄｙ，ｗｈｉｃｈ ｆｏｃｕｓｅｄ
ｔｈｅ ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ
ｗｏｒｋ
ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｃ．Ｓ．Ｈ ｗｅｒｅ ＤＰ
水热合成均匀立方相PbF_2微球和多孔微球
水 热 合 成 均 匀 立 方 相 Ｐ Ｆ 微 球 和 多 孔 微 球 ｂ２
刘 运 ，谈 国 强 ，朱 刚 强
（．陕西 科 技 大 学 电气 与 信 息 工 程 学 院 ， １ 陕西 西 安
西 安 ７ ０ ６ ） １ ０ ２
７ ０ ２ ；２ １ ０ １ ．陕 西 师 范 大 学 物 理 学 与 信 息 技 术 学 院 ， 西 陕
相萤 石结构 （ ｂ ］ 在 一定 的温 度和压 力作 用下 ａ相 和 卢相之 间会发 生相 变．近年来 ， 究者 利用各 Ｐ Ｆ ） ， 研
种化学 法制备 了 ａＰ Ｆ 或 Ｐ Ｆ 纳 米粉 体和 单 晶＿６， —ｂ ｂ ４］并且 利用 各种 物理 法 和化 学 法来 控 制 ａ和 ｐ之 间 ＿ 的转换 口 ．材 料 的形貌往 往对 其各方 面 的性能 具 有决 定 性 的影 响 ， ］ 因此 有效 控 制 材 料 的形 貌 已经 成 为实 现其性 能优化 的重要 手段 ． 本 文 以醋 酸铅 和氟化 氨为 反应原 料 ， 用水 热法 在 ２ ０ｏ 反应 ８ｈ制 备 了尺寸 均匀 的立 方 相 Ｐ Ｆ 采 ０ Ｃ下 ｂ 微球 和多孔微 球 ， 用 Ｘ射线 粉末衍 射 、 描 电镜对 其结 构 和形 貌 进行 了 表征 ．研 究 了反应 时 间、 利 扫 溶液 中 柠檬 酸的量 和 Ｃ ＴＡＢ的量 对 Ｐ Ｆ ｂ 微球 尺寸 和形貌 的影 响．
１ 实 验 部 分
１ １ 试 剂 与 仪 器 测 试 ．
醋 酸铅 （ ｂ Ｃ Ｈ。 。 分 析纯 ） 氟化 氨 （ Ｐ （ ０ ） ， ， ＮＨ Ｆ，分析 纯 ） 柠檬 酸 （ 。 ０ ， Ｃ Ｈ。 ・Ｈ： ０，分 析 ＡＢ ｃ ，分析 纯） 去 离子 水． ， 对不 同反应 条件下 制备 的 Ｐ Ｆ 粉 体进 行 Ｘ射 线衍 射 （ Ｒ 分 析 ， ｂ Ｘ Ｄ） 采用 日本 理学 Ｄ ｍａ ５ ０ Ｃ 型 ／ ｘ２ ５ Ｐ Ｘ射线 衍射仪 ， ｕＫ 源 ， 描范 围 （ ： ０ ～７ 。 依 照所 得 的 ＸＲ 图谱 可 确 定 样 品 的 物相． 用 荷 兰 Ｃ 扫 ２） １。 ０， Ｄ 采
水化硅酸钙微观形貌
水化硅酸钙微观形貌水化硅酸钙（HAC）是一种重要的水泥材料，广泛应用于建筑、土壤固化、混凝土修补和漏水堵漏等领域。
水化硅酸钙颗粒的形貌对其性能具有决定性的影响。
因此，对水化硅酸钙的微观形貌进行研究，可以为其应用提供重要依据。
水化硅酸钙的结构理论主要有两种：针晶理论和板晶理论。
针晶是以六方柱状为主体的晶体，而板晶则是以六边形板片为主体的晶体。
随着研究的深入，板晶理论逐渐被广泛接受。
板晶晶体具有较好的均匀性和稳定性，这对提高水化硅酸钙的性能具有很大的作用。
水化硅酸钙的微观形貌主要有四种类型：球形颗粒、板状颗粒、棒状颗粒和锥形颗粒。
球形颗粒是一种常见的颗粒形态，其尺寸在微米级别。
水化硅酸钙球形颗粒的尺寸和形状可以通过化学合成方法进行调控，这对于提高水化硅酸钙的性能具有重要意义。
板状颗粒是另一种常见的颗粒形态。
在水化硅酸钙的早期水化阶段，板状颗粒比较容易形成。
板晶对水化硅酸钙的性能影响很大，因为它能够提高其耐久性和强度。
棒状颗粒虽然不如球形颗粒和板状颗粒常见，但在一些情况下也会出现。
棒状颗粒比其他形态的颗粒尺寸更大，可以通过添加某些化学品或者提高水化反应温度来促进其形成。
锥形颗粒是一种较不常见的形态，主要出现在水化硅酸钙的晚期阶段。
锥形颗粒的尺寸通常很小，只有几十纳米。
锥形颗粒是由多个六边形板片组成的，具有强的结晶性和稳定性。
总之，水化硅酸钙的微观形貌对其性能具有很大的影响。
合理控制水化硅酸钙颗粒的形态和尺寸，可以有效提高其性能，推动水泥材料的发展。
水热合成硅酸盐材料吸水特性理论分析
水热合成硅酸盐材料吸水特性理论分析摘要：现当今，我国经济发展十分迅速，建筑节能是建筑工业实现可持续发展的必由之路。
墙体自保温是建筑节能重要的发展方向之一。
现有自保温材料中，水热合成硅酸盐制品因质量轻、导热系数低、防火性能好，以及生产中采用非烧结工艺，市场潜力巨大，在2013年国家发改委、住房和城乡建设部编制的《绿色建材行业方案》中被列为“安全耐久、节能环保、便利的绿色建材”。
建筑材料的吸水主要依靠毛细孔的表面张力，连通孔是水的输送渠道，吸水速度和时间平方根呈线性关系。
水热合成硅酸盐材料以水化硅酸钙凝胶（CSH-Ⅰ）、1.1nm托贝莫来石为主要水化产物，根据，水化硅酸钙胶体的数量决定了材料的最大收缩值，而结晶度对水热合成硅酸盐材料的体积稳定性影响较大。
对于自保温墙体，通常控制系统的体积吸水率不大于10%，已确保保温隔热性能、力学性能（因材料软化强度下降）满足建筑工程要求。
根据国内外大量的研究结果，只有当初始质量含水率小于20%时，该类墙体才具有良好的抗裂性能。
关于水热合成硅酸盐材料吸水特性研究，多通过使用憎水助剂调控材料的吸湿和解湿特性，涉及材料设计方面的报道较少。
本文通过模型分析，揭示了连通气孔和毛细孔吸水对制品干燥收缩的影响规律，分析了材料软化系数与吸水率的关系，阐明了降低水料比的重要性和理论意义，为设计高性能水热合成硅酸盐材料提供理论依据。
关键词：水热合成；硅酸盐材料；吸水特性引言随着化学工业技术的进步与发展，硅酸盐粘结剂作为一种常见的无机胶ꎬ其被广泛的应用于社会各个领域之中,在建筑、化工、包装等行业中发挥着重要作用。
目前，虽然硅酸盐粘结剂在材料性能上具有良好的环保性、抗腐蚀性、粘接性强等特点,但是,随着硅酸盐粘结剂粘接时间的推移,其材料性能容易降低，尤其是对于一些陶瓷、玻璃、金属等粘接要求高的产品,更无法充分发挥出硅酸盐粘结剂的化学效能。
主要以K2Ti6O13晶须为化学物，对硅酸盐粘结剂进行一定的改。
微孔硅酸钙的水热合成与表征
微孔硅酸钙的水热合成与表征金仁才;尹万云;裴立宅;杨永;陈均;张千峰【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(027)004【摘要】以二氧化硅、氧化钙及碳酸钠为原料,通过水热过程于220℃、保温24h 制备出了直径约1 μm、厚度低于100 nm、孔洞低于100nm的多孔片状硬硅钙石(Ca6Si6O17(OH)2)材料.800℃锻烧1 h后,通过硬硅钙石的分解可得到单斜晶相的多孔硅酸钙材料.温度对多孔硅钙材料形成影响的结果说明,温度对多孔硅钙材料的影响并不明显,而碳酸钠的质量分数增至15%时,所得多孔硅钙材料仍为片状多孔结构,而尺寸明显增加.【总页数】4页(P366-369)【作者】金仁才;尹万云;裴立宅;杨永;陈均;张千峰【作者单位】中国十七冶集团有限公司技术中心,安徽,马鞍山,243001;中国十七冶集团有限公司技术中心,安徽,马鞍山,243001;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002;中国十七冶集团有限公司技术中心,安徽,马鞍山,243001;安徽工业大学,分子工程与应用化学研究所;材料科学与工程学院,安徽,马鞍山,243002【正文语种】中文【中图分类】TQ123.4【相关文献】1.硅质粘土水热合成微孔硅酸钙的影响因素探讨 [J], 潘群雄2.水热合成微孔硅酸钙生产工艺改造 [J], 潘群雄3.晶种外加剂对水热合成微孔硅酸钙作用机理的探讨 [J], 潘群雄4.一种三维微孔磷酸钼材料的水热合成与表征 [J], 武晋月;赵强;董晋湘;李晋平5.水热合成硅酸钙微孔球形颗粒 [J], 李懋强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
水化硅酸钙的合成
水化硅酸钙的合成简介水化硅酸钙（calcium silicate hydrate，简称CSH）是一种重要的水化产物，广泛应用于建筑材料、绝缘材料、高温隔热材料等领域。
它具有良好的耐火性、绝热性、抗压性和化学稳定性，因此在各种工程应用中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍水化硅酸钙的合成过程，包括原材料准备、反应条件、反应机理和合成方法的优化等方面的内容。
原材料准备水化硅酸钙的合成主要需要以下两种原材料：硅酸钙（CaSiO3）和水（H2O）。
硅酸钙可通过矿石加工、化学合成或再生利用废弃物等途径获得，而水可以通过自来水或纯水等方式提供。
反应条件在合成水化硅酸钙的过程中，反应条件是十分关键的。
适当的温度、pH值和反应时间等条件可以促进反应的进行，提高产物的纯度和产率。
温度温度是影响反应速率的重要因素之一。
在常温下，反应速率较慢，需要较长的反应时间才能达到理想的结果。
因此，常常需要在一定的温度条件下进行反应。
通常情况下，合成水化硅酸钙的温度范围为20°C-80°C，其中最适宜的反应温度约为50°C。
pH值pH值是水化硅酸钙合成过程中的另一个重要参数。
由于反应涉及到水的离子化，pH值的控制可以影响反应的速率和产物的性质。
较高的pH值可以促进水化反应的进行，但过高的pH值会导致溶液碱性过强，对环境和人体有害。
因此，一般通过调节反应液中的酸碱平衡，以确保适宜的pH值范围，一般维持在7-9之间即可。
反应时间反应时间是合成水化硅酸钙过程中的另一个重要变量。
在反应初期，反应速率相对较快，但随着反应的进行，速率会逐渐降低。
因此，适宜的反应时间可以保证反应充分进行，产物的纯度和产率均能得到提高。
一般情况下，反应时间为6-24小时。
反应机理水化硅酸钙的合成是一个涉及复杂反应机理的过程。
水化反应主要涉及硅酸盐离子（SiO32-）和钙离子（Ca2+）的反应，其中反应涉及到以下几个主要步骤：1.溶液中的硅酸盐离子与钙离子发生络合作用，形成钙硅酸盐离子。
煤系高岭土制备微孔硅酸钙_看图王
[ 8] 许广宾 .搅拌罐内稠密液 -固两相混 合搅拌过程研 究 [ D] .长
春 :吉林大学 , 2006.
摘 要 通过水热 合成的方法 , 以煤系高岭土和石灰乳为原 料制备出微 孔硅酸钙 粉体 , 并用 XRD, SEM, TGA/ DSC等对硅酸钙粉体进 行了表征 。 结果表明 , 硅酸钙主要以半结晶态形式存在 , 粉体颗粒的粒径大小为 10 ～ 20 μm 不等 , 结构松散 , 含有大量孔径为 1 ～ 2 μm的不规则微孔 。
Abstract Throughhydrothermalsynthesisprocess, micro-porouscalciumsilicatepowderwaspreparedwithcoalkaolinandlimeasrawmaterials.ThepowderwascharacterizedbythemeasureofXRD, SEM, TGA/DSCandFT-IR.Theresultsshowedthatthepowderwassemi-crystallinecalcium silicatewithparticlesizeof10 ～ 20 μm, andtheparticlesowned looseinternalstructurewithmanyirregular-shapedmicro-poresof1 ～ 2 μm.
1 试 验
1.1 试验原料和检测仪器 (1)原料 。采用安 徽淮北煤系高 岭土为原料 ,
盐酸作为酸浸试剂 , 配制成 20%和 15%的浓度备 用 ;石灰乳溶液自制 。
(2)Nicolet6700 型 傅 立叶 红 外光 谱 仪 , 美国 ThermoFisher公司 ;D/MAX-2500PC型日本理学 X 射线粉末衍射仪 ;瑞士梅特勒 TGA/DSC型同步热 分析仪 ;S-4800型日本 HITACH场发射扫描电镜 。 1.2 试验原理及工艺流程
水热法制备水化硅酸钙纳米粉体
水热法制备水化硅酸钙纳米粉体
彭小芹;何丽娟;刘艳萌
【期刊名称】《重庆大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2005(28)5
【摘要】通过动态水热合成方法,采用低成本的硅藻土与生石灰作原料,在120℃恒温恒压,并分别在4h、7h、10h的蒸压制度下制备出水化硅酸钙纳米粉体。
并用XRD、BET、SEM、TEM等现代测试手段对制得的水化硅酸钙粉体进行了性能测试。
结果表明:该纳米粉体结晶度很低、比表面积极大,粉体颗粒的粒径大小主要在50nm左右;硅质原料和钙质原料的水热合成反应机理主要为溶解-沉淀反应;恒温时间对水热合成产物影响较大,恒温7h时Ca(OH)2反应殆尽,恒温10h时,原料中还有少量的SiO2尚未反应完毕;恒温10h时,纳米粉体的主要产物为水化石榴石、半结晶态的C-S-H(1)、硬硅钙石的前趋物以及Al2SiO5。
【总页数】4页(P59-62)
【关键词】动态水热合成;水化硅酸钙;纳米粉体;性能
【作者】彭小芹;何丽娟;刘艳萌
【作者单位】重庆大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU502
【相关文献】
1.水热法批量制备粒径可控SnO2纳米粉体 [J], 曾雪;舒永春;胡永能;李广平;刘畅
2.水热法合成纳米粉体LiNbO3及其烧结体介电特征 [J], 陈振宁;程世婧;刘欣荣
3.水热法批量制备粒径可控SnO_2纳米粉体（英文） [J], 曹雪;舒永春;胡永能;李广平;刘畅;
4.水热温度对溶胶-凝胶-水热法合成锆钛酸钡钙纳米粉体的影响 [J], 陈歌;吉祥;王传彬;沈强;张联盟
5.醇水加热-水热法制备稳定Y-Ce-ZrO2纳米粉体 [J],
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第30 卷增刊
李懋强：水热合成硅酸钙微孔球形颗粒
·65 ·
节能。其次，加工成轻质高强、防火隔音的隔墙材 料和防火材料。此外，利用其多孔性又耐高温以及 纤维状晶体组成可以作为木材的替用品，液体吸收 剂、涂料添加剂以改变流变性能，橡胶添加剂以增加 材料的摩擦力。总之，这是一种大有可为的颗粒材 料。
颗粒大小有影响。水量大有利于生成大颗粒，但是 过大的加水量使合成产量降低。水量小，产率高， 但是所生成的球形颗粒变小。合适的加水量按水量 与固相物质的质量比计为28 "30 。
第30 卷 增 刊 2002 年10 月
硅酸盐学报
J OURNAL OF T~E C~I NESE CERAMI C SOCI ETY
Vol .30 ，Supple ment October ，2 0 0 2
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
水热合成硅酸钙微孔球形颗粒
李懋强
（中国建筑材料科学研究院，高性能陶瓷与精细工艺实验室，北京 100024 ）
摘 要：动态水热合成生成的硅酸钙微孔球形颗粒的空隙率可高达90 % 以上，颗粒由无数纤维状硬硅钙石晶体构成。讨论了合成工艺参数对 形成球形颗粒的影响。反应物中Si O2 和 Ca O 的比例需保持1i 1 ，否则反应最终产物中可能出现其它硅酸钙矿物。搅拌对形成球形颗粒起着决 定性作用，在搅拌作用下 C - S- ~ 凝胶表面受到切向剪切力矩的作用，片状的凝胶被卷成为球形颗粒。在水热合成过程中加入矿化剂能够降 低凝胶粒子! 的绝对值，促进 C- S- ~ 凝胶形成大的团聚体，矿化剂的存在提高了由 C- S- ~ 凝胶团聚生成硬硅钙石的温度，从而保证 C S- ~凝胶团聚有充足的时间形成大的球形团聚体。
向内部延伸 形 成 筋，最 后 箔 状 物 质 消 失，形 成“ 球
藻状”二次粒子。
关于水热合成反应的温度、压力、时间对生成硬 硅钙石的影响已有大量报道［3 !4 ］，为了保证合成反
应进行得完全，有必要使反应温度保持在200 C 以 上，压力的保持与该温度相适应，时间不宜过短，
但温度和时间在很大程度上同反应釜的大小、结构
Fi g .2 Eff ect of !（Ca O）／!（Si O2 ）on phase content i n t he reacti on products
1 ———!（Ca O）／!（Si O2 ）!1 ，xonotlite - tober morite ； 2 ———!（Ca O）／!（Si O2 ）= 1 ，xonotlite ； 3 ———!（Ca O）／!（Si O2 ）"1 ，xonotlite - 5 Ca2Si O4·6 H2O
关键词：水热合成；硅酸钙；硬硅钙石 中图分类号：TU 52 文献标识码：A
文章编号：0454 -564 （2002 ）S0 -0064 -04
HYDROTHER MAL SYNTHESIS OF MI CRO- POROUS SPHERI CAL PARTI CLES OF CALCI U M SI LI CATE
实际参加水热合成反应的是氢氧化钙、氧化硅和水。
碳酸钙的煅烧温度对氢氧化钙的反应活性有很大影
响，温度过高使氧化钙晶粒长大，水化後氢氧化钙
活性低，影响水热合成。但是煅烧温度过低，碳酸
钙分解不完全，残留的碳酸钙颗粒不参加水热合成
反应，并影响所生成的硬硅钙石球形颗粒的气孔结
构。适宜的煅烧温度大致为1 000 "1 100 C 。 反应物中 Si O2 和 Ca O 的摩尔比例需严格保持
Tober morite
2 .025 1 .954 1 .835 1 .761
4 .245 3 .643
3 .206 2 .959 2 .821 2 .714 2 .505
7 .046 A
1 Xonotlite
2 .035 1 .947
1 .837 1 .755
1 .713
4 .259 3 .641 3 .236 2 .824
·66 ·
Raw materials Heati ng oil i n
Heati ng oil out
硅酸盐学报
2002 年
Stirri ng motor
由雪硅钙石转化为硬硅钙石［Ca6（Si 6 0 17 ）2 H0 ］［6 ］。 当反应釜的温度低于110 C ，氧化硅在水中的溶解 度小，C -S- H 凝胶的生成量很小。温度高于110 C 时，氧化硅的溶解度开始增大，C - S - H 凝胶的 生成加速。硬硅钙石晶核在 C - S - H 凝胶中形成 并生成一维晶体，即硬硅钙石晶体从二次粒子表面
有关。研究中所定温度为 220 C ，保温时间大约 6 !8 h 。
Product
图3 水热合成反应釜的示意图 Fi g .3 Asche me of autoclave f or hydrot her mal synt hesis
图4 无搅拌和适当搅拌所形成的硬硅钙石的结构 Fi g .4 Struct ures of t he calci u m silicate prepared wit h and
1f 1 ，如!（Ca O）／!（Si O2 ）!1 反应最终产物中会出 现雪钙石（5 Ca O6Si O2·5 H2 O），而!（Ca O）／!（Si O2 ） "1 反应最终产物中可能出现其它硅酸钙矿物，如 图2 所示。反应物中水含量对合成後硬硅钙石球形
3
2 !/( )
图2 不同!（Ca O）／!（Si O2 ）比对反应最终产物相组成 的影响
1实 验
!.! 原料配比 所用 原 料 共 4 种：氧 化 硅（Si O2 ），碳 酸 钙
（CaCO3 ），水，矿化剂。氧化硅和碳酸钙是主要原 料，要 求 纯 度 高、颗 粒 细。氧 化 硅 的 纯 度 要 求 在
98 % 以上，粒度小于5 !m，耐火材料工业用的硅灰 是一种非晶态二氧化硅球形颗粒，Si O2 含量大于 98 % ，是一种理想的硅质原料。碳酸钙须经过煅烧 成氧化钙，再将氧化钙与水反应，生成氢氧化钙。
!." 水热合成 图3 为水热合成反应釜的示意图。利用蒸汽或
导热油对反应釜不断加热，釜内装有搅拌桨，在合 成时不 断 搅 拌 物 料。 搅 拌 一 方 面 使 反 应 物 料 不 沉 降，保证反应均匀，同时对形成球形颗粒起着决定 性作用。如果不搅拌，水热合成生成的硬硅钙石晶 体聚集成絮片状（图4a ），只有合适的搅拌才能生成 硬硅钙石球状团聚体颗粒（图4b ）。
LIMOOCiOng （Chi na buil di ng Materials Acade my ，~i gh perf or mance Cera mics and Fi ne processi ng Lab ，beiji ng 100024 ）
Abstract ：Micro- porous spherical particles of calci u msilicate Wit h more t han 90 % of porosit y ，consisti ng of fi brous xonotlite crystals ， can be synt hesized t hrough dyna mic hydrot her mal process . The eff ects of processi ng para meters on f or mati on of spherical particles are discussed i n t his paper . It is i mportant to keep t he mole rati o of Ca O／Si Oi n reactants eCual to 1 ，ot her Wise ，non- xonotlite phase Will appear i n t he product . Stirri ng duri ng hydrot her mal process is a key poi nt to f or mati on of spherical particles . A tangential sheari ng moment exerts on t he surf ace of C- S- ~ gel particle by stirri ng . The f oil-li ke gel particles are rolled i nto spherical under t he sheari ng moment . Additi on of mi neralizer i n hydrot her mal reactants can reduces t he absol ute Val ue of !potential of gel particles ，promoti ng f or mati on of large coagulated particles . The existence of mi neralizer raises t he f or mati on te mperat ure of xonotlite from C - S- ~ gel particles . Thus ，t here is sufficient ti me f or f or mi ng large spherical particles .
动态法水热合成硬硅钙石的研究前人已经发表 了大量的论文，对合成过程中的化学历程［1 ，2 ］、水热 工艺参数以及原料对硬硅钙石生成的影响［3 "6 ］等 已形成比较清晰结论。在动态水热条件下，Si O2 和 Ca（OH）2 在水中发生反应，首先生成半晶态 C S- H（II ）（水化硅酸钙），随着温度升高再转化为C S - H（I ）絮箔状的半晶态凝胶，温度进一步升高， 结晶为雪硅钙石［（Ca5（Si 6 O17 ）2 HO·4 H2 O）］，最后