利用粉煤灰制取白炭黑及其表面改性研究
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为 ３ ４ ０ ／ ， 均 孔 径 为 ６ ２ ｍ 。 ＴＧ— ６ ．８ ｍ。 ｇ 平 ．０ ｎ ＤＴＡ 和
Ｆ — 光谱 分析 显 示 ， ＴＩ Ｒ 两种 改性 剂成 功 接 枝 在 了 白炭
黑表 面 。对 比 研 究 两 种 改 性 剂 的 改 性 效 果 发 现 ，一 ７
ＭＰ Ｓ的 改性 效 果 较 好 。
２ 实 验
２ １ 原 料 ．
关键词 ： 粉煤 灰 ； 白炭 黑 ； 面 改 性 ； 烷 偶 联 剂 ； 表 硅 硬
脂 酸
实验所 用粉 煤灰 产 自杭 州 热 电厂 ， 眼观 察 为 灰 肉 色 粉末 。扫描 电镜 观 察 发 现 （ ２ ａ ） 粉 煤灰 的形貌 图 （） ， 为球 形玻 璃微 珠 和 不 规则 的熔 融 颗 粒 ， 形 颗粒 表 面 球
光 滑 。通 过 Ｘ ＲＤ分析 ， 粉煤 灰 的主要 晶相 为莫来 石 和 石英 。图 ３ ａ 中 ２ ～３ 。区 域 宽 大 的 “ 头状 ” 射 （） ０ ５ 馒 衍 峰 ， 志着玻 璃 相 的存 在 。粉煤 灰 的化 学 组 成 由 Ｅ本 标 ｌ
中图分 类号 ： ＴＦ ９ ０
文献标 识 码 ： Ａ
煤灰 筑路 和填 路 、 煤 灰农 业 方 面应 用 及 粉 煤 灰精 细 粉
（ ＫＨ一７ ， 海 耀华 化 工 厂 ） 硬脂 酸 （ Ｒ ５０上 ； Ａ． ．国药集 团
化 学 试 剂 有 限 公 司 ） 。
２ ２ 实 验 原 理 ．
利用 。粉 煤灰 的精 细利 用方 面 ， 刮 主要 针 对 粉煤 灰 中 的硅 和 铝 ， 备 白炭 黑 、 石 分 子 筛 、 璃 陶 瓷 等 制 制 沸 玻
铝 酸 钠 。硅 铝 酸 钠 与 盐 酸 反 应 后 ， 液 经 溶 胶 一 胶 转 滤 凝
变得 到 产 物 白 炭 黑 。 随 即 利 用 ７ Ｍ Ｐ 一 Ｓ硅 烷 偶 联 剂 和
硬脂 酸分 别对 白炭 黑分 别进 行 表 面 改性 。借 助 ＸＲ Ｄ、
Ｔ — Ａ、 Ｔ Ｉ Ｇ ＤＴ Ｆ —Ｒ光谱 、 氮吸 附等 温线 等手段 对 白炭 黑
品的应 用范 围
］ 。因此 ， 研 究 以粉 煤 灰为 原 料 制 本
备 白炭 黑 ， 后 以 ７ＭＰ 然 一 Ｓ硅烷 偶 联剂 和硬 脂 酸 为改 性 剂 进行 表 面改性 ， 比研 究 了两 种 不 同 改性 剂 的 改 性 对
效果。
改性前 后进 行表 征 。结果 表 明 ， 白炭 黑 Ｂ Ｔ 比表 面积 Ｅ
李 秀 悌 等 ： 用 粉 煤 灰 制 取 白炭 黑 及 其 表 面 改性 研 究 利
利 用 粉 煤 灰 制 取 白炭 黑 及 其表 面 改性 研 究
李 秀悌 ， 志通 ， 姚 孙 杰 ， 张 路 ， 枚 生 ， 夏 叶 瑛
（浙 江大 学 海 洋科 学 与工程 学 系 ， 浙江 杭 州 ３ ０ ２ ） １ ０ ８ 摘 要 ： 以粉 煤灰 为原料 ， 与碳 酸 钠碱 熔 活化 生 成硅 研 究 较 为 活 跃 ＿ “ 。但 由 于 二 氧 化 硅 表 面 亲 水 疏 ８ ］ 油 ， 有机介 质 中难 于均 匀分散 ， 有机 机体 之 间结 合 在 与 力差， 易造成 界 面 缺 陷 ， 合材 料 性 能 降 低 ， 制 了制 复 限
今后 相 当长 的一段 时 间内还 会持 续 增加 口 。排放 的粉 ｊ 煤 灰大 量堆积 ， 占用 大量耕 地 ， 既 产生 的扬 尘 严重 污 染 大气 ， 而且 还会 由于淋滤 作用 浸污 地下 水 。 。粉 煤灰 ｊ
的综 合利 用主 要表 现在 以下几 方 面 ： 煤灰 混 凝 土 、 粉 粉
质硅 铝酸 钠 。硅铝 酸钠 再与 高浓 度盐 酸溶 液在 一定 温 度下 反应 ， 应结 束 后 进 行 过 滤 。过 滤后 的硅 铝 溶 液 反 置于 恒温 水 浴 中进 行 溶 胶一 胶 转 变 ， 中 ｓ 以 水 合 凝 其 ｉ ＳＯ ｉ 的形 式 沉 积 下 来 ］ Ａ１ 以 离 子 形 式 留 在 溶 液 ， 则 中 。沉淀 物经 洗 涤 、 干燥 得 到 白炭 黑 产 品 。试 验 反 应 方程 式如 下 ： （） １
文 章 编 号 ：０ １９ ３ （ ０ ０ ０ —９ ９０ １０ —７ １ ２ １ ）６０ ３ —４
１ 引 言
粉煤 灰是 火力 发 电厂燃煤 锅 炉排 出 的一 种 固体废
岛津 Ｘ Ｆ １ ０ Ｒ 一８ ０型 ｘ 射 线 荧 光 光 谱 仪 检 测 ， ｉ 和 ＳＯ Ａｌ 的含 量高 达 ８ ． 。 。 ０。 ６ ４／ ９ ６
品 ， 。 ］
粉煤 灰 的主要 物 相 为 莫来 石 和二 氧化 硅 ， 需 组 所
分主 要存 在于 这些 惰 性 物 质 晶格 中 而不 易 被 提 取 ， 所
白炭 黑 ， 又称水 合二 氧化 硅 ， 因其结 构 上 的羟 基 易
与有 机物 的化 学 键结 合 ， 有耐 高 温 、 具 多孔 性 、 表 面 高
无水 碳 酸 钠 （ Ｒ 国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 Ａ． ． 司） 冰 乙酸 （ Ｒ．国药 集 团化 学 试 剂 有 限公 司 ） 无 ； Ａ． ；
水 乙 醇 （ Ｒ． 国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ） 丫ＭＰ年 排放 近 ６ 吨 ， 国排放 ２亿 吨 ， 亿 我 在
以粉 煤灰 活 化 就 成 为关 键 。碱 熔 活 化 即是 将 粉 煤
灰 中 的硅 铝物 质在 碳酸 钠助 熔作 用下反 应 生成 活性 物
活性 等特 点 ， 橡 胶 、 料 不 可 缺 少 的补 强剂 ， 是 塑 是重 要 的化 工原 料 。传 统 白炭 黑 的生 产 方法 主要 有 以 卤 硅烷 为原料 的气 相法 、 以水 玻 璃 和 无 机 酸 为原 料 的沉 淀法 … 。气 相法 原料 价格 昂贵 ， ］ 设备 要求 高 ， 工艺复 杂 。沉淀 法 由于工艺 简单 、 备成本 较 低 ， 制 在工 业 生产 上应 用广 泛 。近年 来 ， 以粉 煤 灰 为 原料 制 备 白炭 黑 的
Ｆ — 光谱 分析 显 示 ， ＴＩ Ｒ 两种 改性 剂成 功 接 枝 在 了 白炭
黑表 面 。对 比 研 究 两 种 改 性 剂 的 改 性 效 果 发 现 ，一 ７
ＭＰ Ｓ的 改性 效 果 较 好 。
２ 实 验
２ １ 原 料 ．
关键词 ： 粉煤 灰 ； 白炭 黑 ； 面 改 性 ； 烷 偶 联 剂 ； 表 硅 硬
脂 酸
实验所 用粉 煤灰 产 自杭 州 热 电厂 ， 眼观 察 为 灰 肉 色 粉末 。扫描 电镜 观 察 发 现 （ ２ ａ ） 粉 煤灰 的形貌 图 （） ， 为球 形玻 璃微 珠 和 不 规则 的熔 融 颗 粒 ， 形 颗粒 表 面 球
光 滑 。通 过 Ｘ ＲＤ分析 ， 粉煤 灰 的主要 晶相 为莫来 石 和 石英 。图 ３ ａ 中 ２ ～３ 。区 域 宽 大 的 “ 头状 ” 射 （） ０ ５ 馒 衍 峰 ， 志着玻 璃 相 的存 在 。粉煤 灰 的化 学 组 成 由 Ｅ本 标 ｌ
中图分 类号 ： ＴＦ ９ ０
文献标 识 码 ： Ａ
煤灰 筑路 和填 路 、 煤 灰农 业 方 面应 用 及 粉 煤 灰精 细 粉
（ ＫＨ一７ ， 海 耀华 化 工 厂 ） 硬脂 酸 （ Ｒ ５０上 ； Ａ． ．国药集 团
化 学 试 剂 有 限 公 司 ） 。
２ ２ 实 验 原 理 ．
利用 。粉 煤灰 的精 细利 用方 面 ， 刮 主要 针 对 粉煤 灰 中 的硅 和 铝 ， 备 白炭 黑 、 石 分 子 筛 、 璃 陶 瓷 等 制 制 沸 玻
铝 酸 钠 。硅 铝 酸 钠 与 盐 酸 反 应 后 ， 液 经 溶 胶 一 胶 转 滤 凝
变得 到 产 物 白 炭 黑 。 随 即 利 用 ７ Ｍ Ｐ 一 Ｓ硅 烷 偶 联 剂 和
硬脂 酸分 别对 白炭 黑分 别进 行 表 面 改性 。借 助 ＸＲ Ｄ、
Ｔ — Ａ、 Ｔ Ｉ Ｇ ＤＴ Ｆ —Ｒ光谱 、 氮吸 附等 温线 等手段 对 白炭 黑
品的应 用范 围
］ 。因此 ， 研 究 以粉 煤 灰为 原 料 制 本
备 白炭 黑 ， 后 以 ７ＭＰ 然 一 Ｓ硅烷 偶 联剂 和硬 脂 酸 为改 性 剂 进行 表 面改性 ， 比研 究 了两 种 不 同 改性 剂 的 改 性 对
效果。
改性前 后进 行表 征 。结果 表 明 ， 白炭 黑 Ｂ Ｔ 比表 面积 Ｅ
李 秀 悌 等 ： 用 粉 煤 灰 制 取 白炭 黑 及 其 表 面 改性 研 究 利
利 用 粉 煤 灰 制 取 白炭 黑 及 其表 面 改性 研 究
李 秀悌 ， 志通 ， 姚 孙 杰 ， 张 路 ， 枚 生 ， 夏 叶 瑛
（浙 江大 学 海 洋科 学 与工程 学 系 ， 浙江 杭 州 ３ ０ ２ ） １ ０ ８ 摘 要 ： 以粉 煤灰 为原料 ， 与碳 酸 钠碱 熔 活化 生 成硅 研 究 较 为 活 跃 ＿ “ 。但 由 于 二 氧 化 硅 表 面 亲 水 疏 ８ ］ 油 ， 有机介 质 中难 于均 匀分散 ， 有机 机体 之 间结 合 在 与 力差， 易造成 界 面 缺 陷 ， 合材 料 性 能 降 低 ， 制 了制 复 限
今后 相 当长 的一段 时 间内还 会持 续 增加 口 。排放 的粉 ｊ 煤 灰大 量堆积 ， 占用 大量耕 地 ， 既 产生 的扬 尘 严重 污 染 大气 ， 而且 还会 由于淋滤 作用 浸污 地下 水 。 。粉 煤灰 ｊ
的综 合利 用主 要表 现在 以下几 方 面 ： 煤灰 混 凝 土 、 粉 粉
质硅 铝酸 钠 。硅铝 酸钠 再与 高浓 度盐 酸溶 液在 一定 温 度下 反应 ， 应结 束 后 进 行 过 滤 。过 滤后 的硅 铝 溶 液 反 置于 恒温 水 浴 中进 行 溶 胶一 胶 转 变 ， 中 ｓ 以 水 合 凝 其 ｉ ＳＯ ｉ 的形 式 沉 积 下 来 ］ Ａ１ 以 离 子 形 式 留 在 溶 液 ， 则 中 。沉淀 物经 洗 涤 、 干燥 得 到 白炭 黑 产 品 。试 验 反 应 方程 式如 下 ： （） １
文 章 编 号 ：０ １９ ３ （ ０ ０ ０ —９ ９０ １０ —７ １ ２ １ ）６０ ３ —４
１ 引 言
粉煤 灰是 火力 发 电厂燃煤 锅 炉排 出 的一 种 固体废
岛津 Ｘ Ｆ １ ０ Ｒ 一８ ０型 ｘ 射 线 荧 光 光 谱 仪 检 测 ， ｉ 和 ＳＯ Ａｌ 的含 量高 达 ８ ． 。 。 ０。 ６ ４／ ９ ６
品 ， 。 ］
粉煤 灰 的主要 物 相 为 莫来 石 和二 氧化 硅 ， 需 组 所
分主 要存 在于 这些 惰 性 物 质 晶格 中 而不 易 被 提 取 ， 所
白炭 黑 ， 又称水 合二 氧化 硅 ， 因其结 构 上 的羟 基 易
与有 机物 的化 学 键结 合 ， 有耐 高 温 、 具 多孔 性 、 表 面 高
无水 碳 酸 钠 （ Ｒ 国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 Ａ． ． 司） 冰 乙酸 （ Ｒ．国药 集 团化 学 试 剂 有 限公 司 ） 无 ； Ａ． ；
水 乙 醇 （ Ｒ． 国 药 集 团 化 学 试 剂 有 限 公 司 ） 丫ＭＰ年 排放 近 ６ 吨 ， 国排放 ２亿 吨 ， 亿 我 在
以粉 煤灰 活 化 就 成 为关 键 。碱 熔 活 化 即是 将 粉 煤
灰 中 的硅 铝物 质在 碳酸 钠助 熔作 用下反 应 生成 活性 物
活性 等特 点 ， 橡 胶 、 料 不 可 缺 少 的补 强剂 ， 是 塑 是重 要 的化 工原 料 。传 统 白炭 黑 的生 产 方法 主要 有 以 卤 硅烷 为原料 的气 相法 、 以水 玻 璃 和 无 机 酸 为原 料 的沉 淀法 … 。气 相法 原料 价格 昂贵 ， ］ 设备 要求 高 ， 工艺复 杂 。沉淀 法 由于工艺 简单 、 备成本 较 低 ， 制 在工 业 生产 上应 用广 泛 。近年 来 ， 以粉 煤 灰 为 原料 制 备 白炭 黑 的