白炭黑相关知识

食品级二氧化硅

纳米二氧化硅具有卓越的生理惰性、化学稳定性，且不在体内聚集，因此在食品医药中得到广泛应用。在食品中应用二氧化硅可以从根本上解决产品因吸潮受压形成的结快，具有很强的吸附作用，是一种优良的流动促进剂.广泛用于：鸡精、奶粉、植脂末、速溶咖啡、可可制品、脱水蛋制品、糖粉、粉状汤料、脱水蔬菜粉、调味料等。可为这些产品带来以下优点：

1、防止因储存引起的结块，增加粉末的自由流动性

2、提高生产速度，降低生产时间

3、减少粉末，避免生产机器受到相关粉末的污染

4、在牛奶、果汁、啤酒、麦片、肉类的添加剂中，可起到保鲜、防腐、增加口感等作用

5、可用作啤酒滤结助滤剂

《GB 2760-2007 食品添加剂使用卫生标准》之二氧化硅最大允许使用量最大允许残留量标准

超细白炭黑

超细白炭黑、超细二氧化硅：外观白色无定形粉末。水份小于等于0.08%、灰分无、筛余物（2000目筛）＜0.01%、二氧化硅＞93%、PH值6.5－7.8、铁的含量＜0.001%、铜的含量＜0.0005%、氯化物含＜0.01%、氧化铅＜0.005%、氯化钠＜0.05%。主用于玻璃胶、硅胶生产中,白度好,细度大于1300目（即直径小于1.95μm）,也可根据客户需求加工产品的细度

气相白炭黑

气相法白炭黑(又名气相一氧化硅)是利用卤硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形一氧化硅产品，该产品的原生粒径在7-40nm之间，比表面积一般在100m/g-400m/g范围内，产品纯度高，Si02含量不小于99.8%,是一种极其重要的无机纳米粉体材料。由于其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性而在橡胶塑料、蓄电池、涂料、医药、农业和CMP等领域得到广泛的应用。

气相法白炭黑一般有亲水型和疏水型两种产品，其中疏水型产品是利用亲水型产品通过表面化学处理而获得。自1941年德国Degnssa公司成功开发出气相法白炭黑的生产技术以来，日前全世界的气相法白炭黑年生产能力

己超过20万吨，而目生产技术高度集中，主要由德国Degnssa,Wacker，美国Cabot及日本Toknvama等少数儿

家公司控制全球市场，技术也控制的非常严密。世界上气相法白炭黑发展的一个基本模式是生产企业与有机硅单体和后加工企业关系密切，气相法白炭黑生产厂家利用有机硅单体厂生产过程中的副产物为主要原料制备气相法白炭黑，而在气相法白炭黑生产过程中所产生的副产物HCl则返回有机硅单体厂用于有机硅的合成，此外气相法白炭黑产品出来之后又大量用于有机硅产品的后加工，这样形成一个资源利用、相匀_促进发展的良性循环。所

以在全球最大的有机硅企业Dowcorning和GE公司单体工厂附近有最大的气相法白炭黑生产企业Cabo、和Degnssa公司，而Wacker公司则本身是两大类产品的生产企业。

国内气相法白炭黑早期主要用于军工领域，但现在大量用于民用工业，如有机硅材料、电器、电了、胶粘剂、涂料、油墨、造纸等领域，为传统产品的升级换代提供了坚实的基础。据初步统计，我国目前气相法白炭黑的总用量己经超过11000吨/年，并以极快的速度增长，预计到2010年将达到20000吨/年。目前我国仅有沈阳化工

股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司和广州吉必时科技实业有限公司二家公司生产气相法白炭黑产品。其中沈阳化工股份有限公司60年代开始生产，目前的生产能力为1200吨/年左右，上海氯碱化工有限公司为300

吨/年左右，它们所用原料均为四氯化硅。广州吉必时科技实业有限公司在国内首次实现利用有机硅副产物甲基

二氯硅烷生产气相法白炭黑，目前的生产能力为2000吨/年，预计2007年将达到4000吨/年，2010年将达到8000吨/年。

气凝胶将成为光热应用重大技术革新

面对世界能源短缺，环境遭受破坏的危机，国内外普遍重视高效节能材料的研究，以力求减少能源浪费、提高使用效率。气凝胶作为一种新型轻质的纳米多孔材料，具有低密度、优异的隔热性能和良好的透光特性等，在太阳能光热应用领域中引起极大的关注。文章对气凝胶在平板型太阳能集热器中的应用进行了阐述。气凝胶的使用将成为太阳能光热应用领域中的重大技术革新，这将显著提高国内现有太阳能集热产品的光热转换效率。文章介绍了气凝胶平板太阳能集热器的结构，并对其热损失和效率提升机理及应用示范项目进行了分析，描述。

气凝胶的结构和性质

1.气凝胶的结构

1931年Kistler首次以水玻璃（硅酸钠）为原料采用超临界干燥法成功制备二氧化硅气凝胶材料。常见的

二氧化硅气凝胶是由二氧化硅网络骨架和填充在纳米孔隙中的气体所构成的高分散固体材料。气凝胶内部纳米网状结构如图1所示，细部结构一般呈链状或串珠状结构，直径约为2~20nm之间，其内部孔隙率在80%以上。

图1气凝胶及其内部多孔结构

2.气凝胶的性质

气凝胶具有很多独特的性质，如比重仅为水的1/5，是目前世界上最轻的固体。气凝胶具有优异的绝隔热性能，其耐热温度可高达300℃以上，之所以具有如此良好的隔热性能，是由气凝胶内部均匀的纳米多孔结构所决定的，图2所示。

图2气凝胶部分性质展示图

对于气凝胶等高孔隙率多孔质材料，其传热过程包含三种形式，即对流传热、通过气凝胶固体骨架和内部孔隙的热传导、辐射传热，和内部空气发生的热对流完成。在气凝胶材料中，由于大量纳米孔的存在，气孔内的空气分子失去了自由运动的能力，材料的热对流传热量几乎为零。同时由于气凝胶材料本身具有极低的体积密度，材料的热传导率也很低。此外由于气凝胶内部纳米级多孔结构使其内部含有很多的反射界面与散射微粒，再加上在热辐射吸收方面对材料进行了改性，可以使气凝胶的热辐射经反射、散射和吸收而降到最低。因此，气凝胶材料不论是在高温或是常温时均具有较低的导传热系数。

气凝胶还具有良好的透光性，其对太阳光的透过率可达到87%以上。二氧化硅气凝胶的折射率很小(n=1.01～1.06)，这意味着二氧化硅气凝胶对入射光几乎没有反射损失，能有效地透过太阳光，如10mm厚的高透光二氧化硅气凝胶层(由2～4mm气凝胶颗粒填充)的可见光透过率为85%，太阳光透过率为88%。

二氧化硅气凝胶的物理性质表

3.气凝胶在太阳能领域的应用

由于气凝胶材料具有优异的隔热性能和良好的透光性，因此这种材料优先被考虑应用于太阳能光热领域。如太阳能热水器的储水箱、管道和集热器的高效保温，此外还包括供热水、暖房、融雪系统、热发电系统等领域。气凝胶太阳能集热器供热系统及气凝胶建筑节能窗的实际应用如图3所示。

图3气凝胶太阳能集热器在建筑节能窗上的应用

太阳能热集热装置的高光透过率和高效保温，成为能否进一步提高太阳能装置的能源利用率和进一步提高实用普及的关键因素。在国外，将气凝胶绝热材料应用于屋面的太阳能集热器已经有过先例。此外，对气凝胶隔热及TiOxNy选择性吸收涂层的平板型太阳能集热器的各种集热系统，进行了多年性能及抗冻试验研究。集热器采用蛇形弯管式板芯设计结构，集热板表面具有选择性吸收膜TiOxNy，气凝胶镶嵌于集热板和玻璃盖板之间，其断面结构如图4所示。

图4具有气凝胶隔热材料和TiOxNy选择性涂层的太阳能集热器结构图