白炭黑与SiO气凝胶的区别

白炭黑与SiO2气凝胶的区別

从定义、结构、性能、生产工艺以及应用等多方面对白炭黑与SiO2气凝胶进行区別。

1.定义

白炭黑：白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称。

气凝胶：是由胶体粒子或高聚物分子相互聚集成纳米多孔网状结构，並在孔隙中充满气态分散介质的一种高分散固态材料,固体相和孔隙结构均为纳米量级。2.结构

传统法生产的白炭黑结构示意图

改进工艺後生产的白炭黑结构示意图

SiO2气凝胶的结构示意图

3.性能

白炭黑分子式为Si02?nH20(水合二氧化硅)，是一种白色、无毒、无定型微细粉状物，具有多孔性、高分散、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧和电绝缘性好等优异性能。高纯者Si02达99.8%，原始粒径＜0.003mm，密度为2.319-2.653 g / cm3，熔点1750℃。

Si02气凝胶具有低的折射率、低的弹性模量、低声阻抗、低热导率、强吸附性、典型的分形结构等性能。目前制备得到的气凝胶，其孔隙率在80-99.8%，典型孔洞尺寸在100nm范围内，比表面积可达1000m2/g，作为基本单元的胶质粒子直径约为1-20nm，采用一步法制备的密度在0.05-0.2 g / cm3，采用二步法制备的SiO2气凝胶密度在0.010 g / cm3以下。

4.生产工艺

白炭黑的制备方法很多，为了方便，仅以稻壳灰制备白炭黑的工艺为例，与我们用稻壳灰生产SiO2气凝胶的工艺进行比较。

白炭黑工艺：

稻壳灰-硷化处理-过滤-酸化处理-过滤-水洗-烘干-煅烧-粉碎-白炭黑

SiO2气凝胶工艺：

稻壳灰-碱浸取-过滤-溶胶、凝胶-过滤-老化-水洗-醇洗-超临界干燥-SiO2气凝胶

5.应用

白炭黑的世界年产量大约为80—90万吨，产品品种有50—60种。白炭黑以前主要用於军工领域，从20世纪90年代开始大量用於民用工业，如硅橡胶、聚酯、密封胶、涂料、油墨和着色剂(调色剂)、电缆溶胶、弹性体、化妆品、医药产品、复合材料、食品等领域。

Si02气凝胶的应用也非常的广泛，既可以应用於航空航太及军事领域，又可以应用於民用领域，如作为一种新型建筑材料,可以作为建筑物外墙保温材料；其用於高层建筑,则可取代一般幕墙玻璃,大大减轻建筑物自重,並能起到防火作用。

但是，由於白炭黑的定义为：白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称。包括了沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。而Si02气凝胶也具有无定型的相结构，因此，有些学者也把Si02气凝胶归类到白炭黑裡面，而有些学者则把白炭黑和Si02气凝胶分开，以示他们之间在结构与性能上的巨大差异。

附：

2005年由於原材料价格的上涨、运输成本的增加，国内气相法白炭黑的价格有所提高，具体如下：

比表面积150 m2／g，35000-45000元／吨：

比表面积200 m2／g，45000-60000元／吨；

比表面积300 m2／g，58000-65000元／吨；

比表面积380 m2／g，65000-75000元／吨；

表面改性气相法白炭黑(疏水性白炭黑)的价格随着牌号不同而不同，一般为：10万-20万元／吨。