无机非金属材料粉体表面技术研究进展
SLG 型连续式粉体表面改性机应用研究
SLG型连续式粉体表面改性机应用研究郑水林1李 杨2骆剑军31.中国矿业大学北京校区，北京 100083；2.北京工业大学；3.江阴市启泰非金属工程有限公司摘 要：在论述粉体表面改性设备应具备的工艺特性的基础上，介绍了新研制开发的SLG型连续式粉体表面改性机的结构、工作原理、性能特点以及在重钙、轻钙、纳米氧化锌、纳米碳酸钙、煅烧高岭土等无机粉体表面改性中的应用。
工业应用结果表明，SLG型连续式粉体表面改性机对粉体和表面改性剂具有良好的分散性，能使它们充分和机会均等地接触，对粉体，特别是对超细粉体和无机纳米粉体的表面改性或处理效果较好，且能耗低、无粉尘污染、操作简单、运行平稳。
关键词：粉体 表面改性 改性机 超细粉体 纳米粉体在现代有机/无机和无机/无机复合材料中，广泛应用各种无机粉体原(材)料。
这些粉体原料的分散性及与有机基料或其它无机组份的相容性，对复合材料的性能，尤其是力学性能有重要的影响。
而且，随着粉体制备技术向亚微米及纳米尺度推进，解决粉体的团聚问题就成为其应用的关键。
此外，随着对粉体材料功能性要求的提高，粒子表面性能的优化和设计也越来越重要。
因此，现代粉体材料，尤其是超细和纳米粉体材料的表面改性或表面处理技术，已成为重要和必需的粉体深加工技术之一。
粉体的表面改性或表面处理技术，包括表面改性方法、工艺、表面改性剂及其配方、表面改性设备等。
其中在表面改性工艺和改性剂配方确定的情况下，表面改性设备的优劣就成为粉体表面改性或表面处理的关键。
性能好的表面改性设备应具备以下基本工艺特性：①对粉体及表面改性剂的分散性好；②粉体与表面改性剂的接触或作用机会均等；③改性温度可调；④单位产品能耗低；⑤无粉尘污染；⑥操作简便、运行平稳。
我国粉体表面改性技术的发展较晚，在2000年之前基本上无专业化的表面改性设备。
除湿法改性之外，干法改性大多采用塑料加工行业的高速加热混合机或其它带导热油加热的混合设备。
由于不是针对粉体表面改性处理，尤其是不是针对超细和纳米粉体表面改性设计的，这些设备难以满足超细粉体表面改性的要求。
材料表面工程在材料工程领域的应用与研究进展
材料表面工程在材料工程领域的应用与研究进展摘要材料表面工程技术是21世纪关键技术之一，从上世纪80年代以来一直保持较快的发展速度并在科研与工业生产中得到了广泛应用。
本文简要概述了近些年材料表面工程在材料领域的应用和最新研究进展，并对其前景做了展望。
关键词材料表面工程表面防护功能涂层堆焊技术纳米表面工程1引言表面工程的概念由英格兰伯明翰大学教授汤·贝尔于1983年首次提出，现已发展成为跨学科的边缘性、综合性、复合型学科[1]。
表面工程以最经济和最有效的方法改变材料表面及近表面区的形态、化学成分和组织结构，或赋予材料一种全新的表面。
一方面它可有效地改善和提高材料和产品的性能（耐蚀、耐磨、装饰性能），确保产品使用的可靠性和安全性，延长使用寿命，节约资源和能源，减少环境污染；另一方面还可赋予材料和器件特殊的物理和化学性能表面工程是表面经过预处理后，通过表面涂覆、表面改性或多种表面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表面的形态、化学成分、组织结构和应力状况，以获得表面所需性能的系统工程。
表面工程技术是表面工程的核心和实质。
表面工程技术可以分为：表面改性、表面处理、表面涂覆、复合表面工程、纳米表面工程技术[2]。
表面工程与人们的生产、生活息息相关。
2材料表面工程的应用2.1在表面防护方面的应用表面防护主要是指材料表面防止化学腐蚀和电化学腐蚀等的能力。
采用表面工程技术能显著提高结构件的防护能力[3]。
表面工程的最大优势是能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面功能薄层，如采用表面硬化处理、热喷涂、激光表面强化等修复和强化零件表面，赋与零件耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能[4]。
这层表面材料与制作部件的整体材料相比。
厚度薄，面积小。
但却承担着工作部件的主要功能。
不同表面工程技术所获得的覆盖层厚度一般从几十微米到几毫米，仅占工件整体厚度的几百分之一到几十分之一，却使工件具有了比本体材料更高的耐磨性、抗腐蚀性和耐高温等能力。
超细粉体表面包覆技术研究进展
超细粉体表面包覆技术讨论进展超细粉体通常是指粒径在微米级或纳米级的粒子。
和原大块常规材料相比具有更大比表面积、表面活性及更高的表面能，因而表现出优异的光、热、电、磁、催化等性能。
超细粉体作为一种功能材料近些年在得到人们的广泛讨论，并在国民经济进展各领域得到越来越广泛的应用。
然而由于超细粉体独有的小尺寸效应、表面效应及宏观量子隧道效应所引起的团聚及分散问题使其失去了很多优异性能，严重制约了超细粉体的进一步进展及工业化应用。
因此，如何避开超细粉体的团聚失效已成为超细粉体进展应用所面临的难题。
通过对超细粉体进行肯定的表面包覆，使颗粒表面获得新的物理、化学及其他新的功能，从而大大改善了粒子的分散性及与其他物质的相容性。
表面包覆技术有效地解决了超细粉体团聚这一难题。
1超细粉体表面包覆机理超细粉体包覆技术所形成的核/壳结构是一种新型的复合结构，目前对于其形成机理，学者们的观点重要有静电相互作用、化学键合、过饱和度、吸附层媒介等。
2超细粉体的表面包覆技术目前关于超细粉体的表面包覆技术依据不同方式有几种分类方法。
如依照反应体系状态可分为固相包覆法、液相包覆法、气相包覆法；按壳层物质性质分为金属包覆法、无机包覆法和有机包覆法；依照包覆性质可分为物理包覆法和化学包覆法等等。
本文就固相、液相、气相包覆法的分类方式对超细粉体的表面包覆技术近年的讨论进展进行论述。
2.1固相包覆法2.1.1机械球磨法该方法是利用球磨过程中粒子之间的挤压、冲击、剪切、摩擦等机械应力作用，使被包覆颗粒表面激活吸附表面改性物质从而达到表面包覆目的。
该方法具有处理时间短、反应过程简单掌控、操作简单等优点；但仅适用于微米级粉体的表面包覆，且要求粉体具有单一分散性。
袁华堂、冯艳等采纳球磨的方法对四元非晶合金Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni进行了石墨表面包覆。
讨论表明，石墨对Mg0.99Ti0.06Zr0.04Ni的包覆使合金电极容量和循环寿命都有所提高，从而有效改善了Mg基贮氢合金的电化学性能。
石英粉体表面疏水化改性及其研究进展
石英粉体表面疏水化改性及其研究进展马宏相;陈荣芳;吕剑明【摘要】表面改性是非金属矿深加工的一种重要技术之一，能显著提高非金属矿的应用性能和实用价值。
本文通过表面改性原理、改性方法及工艺、改性剂及其应用，综述了近年来石英粉体改性技术的研究进展，并探讨了石英粉体表面改性技术的发展趋势。
%Surface modification was one of the most important methods in nonmetal deep processing , which can improve the application performances and practical values of nonmetal mineral.The resent research progress of quartz powder modification including principles , methods, technologies, modifier and its application were summarized.The surface modification tendency of quartz powder was also discussed.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】2页(P38-39)【关键词】石英粉体;表面改性;改性剂;趋势【作者】马宏相;陈荣芳;吕剑明【作者单位】贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003;贵州大学化学与化工学院，贵州贵阳 550003【正文语种】中文【中图分类】TD985石英的主要成分是SiO2，是地球上储量丰富的矿产资源之一。
由于具有稳定的物理和化学性能、无毒、无味、无污染、强耐酸性、耐高温、高耐湿、良好的透光性、抗辐射、低膨胀、低应力等性能，除应用于陶瓷、玻纤、保温材料、耐火材料等，在塑料、橡胶、油漆涂料、电绝缘封装材料等领域作为填料广泛使用，以提高复合材料性能，降低成本。
无机非金属材料的应用及发展研究
DOI:10.19551/ki.issn1672-9129.2021.08.029无机非金属材料的应用及发展研究王祖琦(重庆科技学院㊀401331)摘要:除有机聚合物材料和金属材料外,无机非金属材料都是从传统硅酸盐材料演变而来的材料㊂我国现代建筑存在严重的能源短缺状况,因此必须广泛使用建筑节能材料,其中无机非金属材料由于其优异的节能效果得到越来越广泛的应用㊂无机非金属材料包括除高分子材料和金属材料以外的几乎所有材料,主要由新型的无机工程材料组成,如陶瓷玻璃特种陶瓷和耐火材料及水泥等㊂无机非金属材料具有耐热耐腐蚀及硬度高等良好的性能特点,但其缺点是抗拉强度低㊁韧性差㊂根据无极非金属材料在化学工业的使用分析了我国无机非金属材料的应用及发展趋势㊂关键词:无机非金属;材料应用;发展研究中图分类号:TB321㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:1672-9129(2021)08-0035-01㊀㊀引言:非金属元素和化合物组成的非金属材料在化学工业中应用广泛,尤其是有机无机化学工业技术的快速发展促使更多的非金属材料出现.在现代化学工业中得到广泛应用,非金属材料有很多种,分为有机金属材料和无机金属材料,无机金属材料是与有机高分子材料和金属材料并列的三大材料之一㊂1㊀无机非金属材料行业存在的问题虽然我国在无机非金属新材料方面取得了一定的成绩,但由于起步晚㊁基础差㊁投入少,我国无机非金属材料行业与发达国家相比仍处于落后地位㊂主要表现在以下几个方面:基础落后,产品档次低;材料性能低,质量不稳定;生产设备落后,资源利用率太低;技术落后,产量低㊂我国无机非金属新材料生产设备和技术落后,是解决产品开发周期长㊁生产规模小㊁经济效益低的关键㊂2㊀无机非金属材料的分类和优点2.1材料分类㊂在实际应用中,半导体材料可分为掺杂半导体材料及缺陷半导体材料和元素半导体材料㊂半导体材料广泛应用于互联网计算机技术和新能源领域,它的室温电阻主要在绝缘体和导体之间,晶体材料特点是闪烁的硅晶体,可以大面积接收电子和电流随之携带来的信号,并通过电子离子发出点点闪光,在实际应用中有天然硅酸盐材料和工业硅酸盐材料以及无机材料都属于硅酸盐材料㊂2.2材料的优势㊂对金属材料及有机材料和无机非金属材料的分析研究表明,无机非金属材料具有很强的完整性㊂由于无机非金属材料本质上是固体材料,因此它们的物理和化学性能稳定并且在此过程中不易老化和耐候㊂由于无机非金属材料是无机的,因此由于无机非金属材料的性质不容易燃烧㊂在正常情况下,无机非金属材料可以承受0. 5H-1.0H的高温影响,属于耐火材料中的I级至III级耐火材料㊂由于无机非金属材料的结构相对稳定且致密,因此无机非金属材料具有很强的防水作用,可以有效防止雨水渗入表面㊂3㊀无机非金属材料应用评价体系的构建3.1评价体系需要遵循分析原则㊂评价无机非金属材料时,要充分了解无机非金属材料的特性,根据相关材料进行综合研究分析,合理构建相对完善的评价结构,有利于无机非金属材料的推广应用㊂在实际评估过程中必须遵循三个主要系统: 坚持包容性,多样性和科学性原则 ,在遵循包容性原则的评估过程中必须尽可能全面,包括社会上无机非金属材料的经济学,考虑来自社会和环境因素,影响环境的因素和无机非金属材料的收益㊂按照多元化的原则,可以对无机非金属材料进行多元化的评估,通过多元化的评估体系可以建立一套综合的评估体系㊂在建立多元化的评估体系中有必要确保各种材料的评估方法,并对各种建筑材料进行相关的分析和研究,以使无机非金属材料成为未来建筑业的有参考价值的材料㊂3.2评价中需要使用的评价方法概述㊂根据行业使用不同的评估系统和方法,以无机非金属材料的评价体系为例,无机非金属材料包含许多元素,因为它们涉及广泛的研究和分析,该方法应在评估各种要素的过程中使用加权平均法,模糊评估法和灰色评估法是无机非金属材料评估系统中使用最广泛的方法㊂加权平均法利用不同评价指标的重要性来确定不同指标,然后对无机非金属材料进行相关指标加权最后确定评价结果㊂模糊评价方法主要采用数字格式对无机非金属材料进行模糊处理,通过模糊评价方法得到的数据是真正科学合理的㊂灰色评估方法主要使用整个空间对不同区域进行分割,判断无机非金属材料指标是否符合国家相关规定,那么无机非金属材料效果指标必须在灰色评估目标区域内㊂4㊀无机非金属材料的发展前景在无机非金属材料的性能和无机非金属材料的特殊性能方面,无机非金属材料将在实际应用过程中成为新材料的代表㊂当前,西方发达国家正在投入大量资金用于无机非金属材料的开发,以用于新材料的研究和开发㊂高度重视无机非金属材料的开发㊂同时,在按照节能减排的相关要求预测新材料的发展过程中,无机非金属材料将朝着节能减排的方向发展㊂材料的基本特性和材料的能耗㊂每个人都可以将其用作标准㊂例如,新型墙壁材料,优质门窗,中空玻璃等将成为无机非金属材料的重要类别㊂您可以在实际的开发过程中取得积极的成果㊂因此,无机非金属材料在未来的开发过程中将发展为低能耗,节能,环保,高性能的产品,并提高材料的技术含量,改变无机非金属材料的原有性能㊂它更加突出地解决了现有无机非金属材料的高能耗和性能下降的问题,为无机非金属材料的开发和应用提供了更多的支持,并扩大了应用领域㊂无机非金属材料㊂结语:从无机非金属材料的当前开发和应用来看,无机非金属材料作为重要的材料类型在应用过程中具有优异的优势,解决了现有材料中存在的许多问题,优化了材料结构,改善了整体材料在整个材料应用方面和更广泛的方面都更加突出,为高科技领域的新产品开发和开发提供有效的材料支持和技术保证㊂参考文献:[1]刘佳欣.无机非金属材料的应用与发展趋势[J].中国粉体工业,2014(5).[2]王大博,孙艳艳.浅谈我国无机非金属材料的应用与发展[J].科技论坛,2011(5).[3]田华.无机非金属材料的应用与发展趋势[J].现代盐化工,2018,45(06):17-18㊃53㊃。
无机粉体表面改性技术发展现状与趋势
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表面 改性是 优化无 机粉 体材 料性 能 的关键 技术 之一 ， 对提 高无机 粉 体 的应用 性 能和 价 值起 着 至关 重要 的作 用 。中 国无 机粉体 表 面改性 技术 的研 究 开 发始 于 ２ ０世 纪 ８ ０年代 。２ ０世 纪 ９ Ｏ年 代 以后 ， 由 于 塑料 、 胶 、 料 等 相关 产 业 的快 速 发展 ， 国无 橡 涂 中 机粉 体表 面改性 技 术 的研 发 和 应 用 速 度加 快 ， 于 并
２ ０世纪 ９ ０年 代末 开始 了专 用 于表 面 改性 设 备 的研
面改 性方 法 ， 它利 用有 机 表 面 改性 剂 分 子 中 的官 能
团在 颗粒 表 面 吸 附或 化 学 反 应 对 颗 粒 表 面 进 行 改 性 。所用 表 面改性 剂 主要 有 偶联 剂 （ 烷 、 酸 酯 、 硅 钛
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大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究
大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究摘要：大颗粒球形粉体材料是一种广泛应用于化学、生物、医药等领域的重要材料。
然而，其应用受制于表面性质和功能性的限制。
因此，对大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究具有重要意义。
本文主要讨论了大颗粒球形粉体材料的表面改性方法、功能化策略以及应用前景。
一、引言大颗粒球形粉体材料具有广泛的应用前景，但其表面性质和功能性的限制制约了其应用范围。
因此，对大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究具有重要意义。
二、表面改性方法1. 化学改性方法：通过化学反应，在大颗粒球形粉体材料表面引入新的官能团，改变其表面性质。
例如，利用硅烷偶联剂对颗粒表面进行改性，引入羟基或氨基等新的官能团。
2. 物理改性方法：通过物理手段对大颗粒球形粉体材料进行表面改性，如静电喷涂、电子束辐照等。
这些方法可以改变颗粒表面的形貌、结构和疏水性等性质。
三、功能化策略1. 介孔化改性：将大颗粒球形粉体材料转化为介孔结构，增加其比表面积和孔隙率。
这可以提高颗粒材料的吸附能力和催化活性，扩展其应用领域。
2. 纳米包埋改性：利用纳米材料对大颗粒球形粉体进行包埋改性，可以改变颗粒表面的光学、磁性、阻尼等性质，拓宽其应用范围。
3. 功能分子修饰：将功能性分子修饰到大颗粒球形粉体材料表面，可以赋予颗粒特定的化学、生物活性。
例如，将荧光染料修饰到颗粒表面，可以用于生物荧光成像。
四、研究进展1. 表面改性与应用：大颗粒球形粉体材料经过表面改性后，可以应用于催化、传感、吸附等领域。
例如，改性后的颗粒材料可以用于高效催化反应，实现废水处理和有机合成。
2. 功能化与应用：通过功能化策略，大颗粒球形粉体材料可以具备特定的功能，如生物活性、磁性等。
这些功能化颗粒材料能够应用于生物医学、电子器件等领域。
五、应用前景与展望大颗粒球形粉体材料的表面改性与功能化研究为其应用领域的拓展提供了新的可能。
未来，随着表面改性技术和功能化策略的不断发展，大颗粒球形粉体材料的应用前景将更加广阔。
二氧化钛表面处理研究进展
二氧化钛表面处理研究进展李璇;张敏;李秋叶;杨建军【摘要】综述了纳米二氧化钛表面处理的方法,从二氧化钛纳米颗粒团聚的原因分析着手,介绍了有机处理和无机处理等表面处理方法,着重介绍了二氧化钛表面无机处理及二氧化钛表面处理的机理、影响因素、处理过程等因素.分析了目前二氧化钛表面处理存在的不足,并对其发展趋势进行了展望.%Methods for surface treatment of nano TiO2 were systematically summarized and classified. Various methods for surface treatment of TiO2 including organic and inorganic treatment were intro-duced. The reasons, theories, influences factors, and processes of surface treatment of nano-TiO2 were reviewed. Currently existing deficiencies of surface treatment of TiO2 was analyzed and its developing trend were prospected.【期刊名称】《化学研究》【年(卷),期】2017(028)005【总页数】11页(P537-547)【关键词】二氧化钛;有机表面处理;无机表面处理;表面复合处理【作者】李璇;张敏;李秋叶;杨建军【作者单位】河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004;河南大学纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心,河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O64随着社会和经济的高速发展，环境自净化能力的速度不及污染速度，就会带来一系列环境问题. 环境已给出了各种污染的警示，如雾霾、酸雨等. 其中雾霾的危害主要有两种：一是对于人体的直接危害，空气中的有害气体和各种气溶胶等会粘附于人体的呼吸道与肺泡中，引起各种呼吸系统疾病，浓雾天气气压较低，易诱发各种心血管疾病，并且雾霾导致近地层紫外线减弱，使得空气中病菌增多，传染病增加；二是影响交通安全和生态环境. 通过各种手段治理环境污染是当今的研究热点，如在涂料中添加光触媒(如二氧化钛)，光催化降解空气中的有害气体SO2、氮氧化物等，在一定程度上辅助治理环境污染. 因此，把光催化活性高的锐钛矿型TiO2作为添加剂加入到涂料中以增加涂料降解污染物的应用研究具有重要的意义[1-4]. TiO2，俗称钛白粉，主要有金红石、锐钛矿、板钛矿等晶型. 其物理化学特性稳定，无毒无害，具有不透明性、优异的白度和光泽度、高遮盖性、高散射力、廉价等优点[5-8]. 在涂料行业特别是在建筑涂料中具有广泛的应用,占钛白粉全部用量的百分之六十以上，是目前应用最广，用量最大的白色颜料，但TiO2作为白色无机颜料，尤其是纳米级TiO2，主要存在两方面问题. 首先，锐钛矿相TiO2光催化活性过高，能够催化降解在其表面的有机物[9-10]如油漆中的有机成膜剂，造成油漆变黄、粉化脱落等结果，这严重限制了TiO2颜料的使用；其次，纳米TiO2颗粒太小，表面能高，使得颗粒之间易于团聚，不易分散. 因此必须对TiO2表面进行处理来调控锐钛矿TiO2光催化活性并提高其在介质中的分散性. 通过在TiO2颗粒表面包覆二氧化硅壳层结构，可以在一定程度上提高TiO2颗粒在介质中的分散性，并且能够有效提高颜料的耐候性并充分发挥锐钛矿TiO2优良的光催化活性. 我国在生产和消费钛白粉方面居世界前列[11]，钛白粉生产工艺复杂、成本高居不下，单纯的二氧化钛市场竞争大、利润空间小，给生产商带来较大的压力，而用户会有较重的负担. 因此在保持涂料性能不变的前提下，不断为涂料增加新的功能，充分发挥涂料应用范围广、应用面积大的优势，以充分利用此资源来辅助消除雾霾中的有害气体.TiO2是n型半导体(锐钛矿相禁带宽度3.2 eV，金红石相禁带宽度3.0 eV)，当TiO2受到大于或等于其禁带宽度的光能(hν)照射后，其价带上的电子就可以被激发跃迁到相应的导带，从而在价带上产生空穴(h+)，光激发产生的电子-空穴对可以在空间电荷层的作用之下分离，空穴可以转移到TiO2颗粒的表面和TiO2表面上的羟基相互作用，从而产生高活性羟基自由基. 该自由基具有强的氧化性，在一定程度上可将有机物氧化分解为水或二氧化碳等无机小分子[12-15]，如图1所示：其基本反应式如下：纳米TiO2作为一种重要的半导体光催化材料，因其具有化学性质稳定、廉价、无毒并具有较高活性等优点而得到广泛的研究与应用. 它的应用范围主要包括以下几个方面：涂料、油漆、陶瓷、建筑[16-17]、化妆品[18]、塑料[19]、化纤、橡胶、食品卫生和电子产品[20-21]等行业.纳米二氧化钛颗粒尺寸小而具有很高的比表面积，且颗粒越小，表面的原子数量就越多，表面原子配位数不足和高表面能，导致表面的原子有很多悬挂键，表面原子受力不均匀，有与外界键合的倾向，从而使这些原子极易与其他原子相结合而稳定下来，导致晶粒相互聚集，晶体长大. 可见，纳米颗粒具有很高的化学活性，表现出强烈的表面效应和小尺寸效应[22].悬浮在溶液中的微粒普遍受到范德华力的作用，很容易发生团聚. 范德华力与颗粒直径成反比，纳米颗粒由于尺寸小，因而具有较强的范德华力作用. 纳米TiO2是由刚性、实心类球状颗粒组成，表面有很多·OH[13,23]，能够相互之间形成氢键，从而导致颗粒之间集结成群. 二氧化钛表面羟基形成如图2[24]所示：颗粒与溶剂的碰撞使得颗粒具有与周围颗粒相同的动能，因此小颗粒运动得快，纳米颗粒在做布朗运动时彼此碰撞，由于吸引作用，它们会连接在一起，形成二次颗粒. 二次颗粒较单一颗粒运动的速度慢，但仍有机会与其他颗粒发生碰撞，进而形成更大的团聚体，直至大到运动缓慢而沉降下来，如图3所示.二氧化钛纳米颗粒表面带有电荷时，溶液中的一些带相反电荷的离子靠库仑力被紧密吸附在颗粒的表面而构成吸附层，从而形成双电层，产生了ζ电位. ζ电位越高，颗粒的双电层产生的斥力越大，从而使颗粒更容易分散. 在等电点附近(ζ= 0 mV)，颗粒之间没有库仑排斥力. 当排斥力小于范德华引力时，粒子之间以引力为主，将发生团聚. 二氧化钛的ζ电位与pH值有关[25]. 如图4[16]所示：二氧化钛表面无机处理是在TiO2颗粒表面包覆一层无机的壳层结构，使之与周围介质分离，以调控TiO2的光催化活性，同时提高在介质中的分散性. 常用的无机表面处理剂有：SiO2、Al2O3、ZrO2、Fe2O3等.异相成核比均相成核有优势，其原因为晶核在已存在的异相晶体表面形成时，所增加的表面能比自行成核时要小. 因此在溶液中表面包覆膜的形成要比自身成核更容易[26]. 康春雷[27]把CH2OHCH2Cl和H2SO4作为酸解物质在金红石TiO2表面包覆氧化铝，在实验过程中出现均相成核与异相成核，主要影响因素为反应体系的pH，局部酸浓度过高易造成局部均相成核，因此采用弱酸、稀酸、加强搅拌来阻止局部均相成核. 崔爱莉等[28]对这一机理从热力学角度进行了研究，发现如果晶核与核化剂原子排列越相似，异相表面成核越有利，这也同样说明了在氧化物的表面包覆氧化物在热力学上是有利的. 晶核在形成时在已经形成的晶核表面结晶要比自行成核的表面能低，形成的核越小表面能越高，因此异相表面成核优先于均相成核，这也为在物质表面形成包覆层而非此物质的颗粒提供了有利条件.颗粒与其包覆物之间发生化学反应，形成牢固的化学键. 二氧化钛表面有很多未键合的羟基，会与带有羧基或羟基的物质脱水缩合成稳定的化学键或形成配位键，从而形成包覆层，不易脱落[29]. 崔爱莉等[30]对二氧化钛进行硅、铝二元包膜，通过XPS表征测试发现Si和Al以化学键结合于二氧化钛表面. 李礼[31]采用偏铝酸钠为原料对二氧化钛进行表面修饰，Al以Ti-O-Al键结合于二氧化钛表面.颗粒表面电荷与包覆剂带有相反的电荷，从而可以依靠库仑引力使得包覆剂吸附到颗粒的表面[26]. 吴健春[32]在酸性条件下合成Fe(OH)3，表面带有正电荷，而二氧化钛表面在中性下带有负电荷，Fe(OH)3靠静电引力吸附于二氧化钛表面，再经过煅烧形成肤色Fe2O3包覆的二氧化钛.影响二氧化钛无机表面处理的因素有：表面修饰剂用量、反应体系pH、反应温度、搅拌速度、表面活性剂用量、反应物浓度、水质、包覆速度等. ①表面修饰剂用量对改性效果影响很大. 若改性剂用量太小，因无法实质性的改变表面性质而达不到改性的要求；若改性剂的用量过大，成本也会随之增加，而且还可能引起粉体的絮凝，对产品的最终性能如耐水性和光泽等产生不良影响. ②一般情况下，酸碱度对钛白粉在水中的单分散影响很大，当pH<2时其分散性很好. 如果pH上升会逐渐发生团聚现象. 当pH在5～8时，团聚现象最为严重. 而当pH>8时，又重新分散，当pH在8.5～11时分散性最好. 当pH>11时又重新团聚. ③每个反应都有适合的温度范围，反应温度过高会导致包覆剂之间相互反应速率超过包膜的速率而导致不易成膜或成膜不稳定；而温度过低形成的膜疏松易脱落. 无机修饰在温度为60～110 ℃左右最为适宜. ④在二氧化钛进行表面处理过程中要始终保持较高的搅拌速度，依靠搅拌的作用力尽可能地使团聚体避免接触而充分分散到反应介质中，使表面处理过程中包覆的单个颗粒而非颗粒团聚体. 同时防止局部包覆剂浓度过高使得包覆剂自身发生反应，不利于成膜. ⑤表面活性剂是在进行表面处理前期使用，目的是使团聚的二氧化钛重新分散，表面活性剂用量不宜多，一般在1%～3%[33].⑥反应物的浓度过大，会使得粉体不易分散，颗粒之间形成软团聚，包覆中易形成团聚体，改良效果差. 而浓度过小，在过滤、洗涤等操作中滤液体积增大，能耗增加，成本增加[34]. ⑦表面处理过程中所用的水应为去离子水或蒸馏水，其原因为当二氧化钛颗粒表面带负电荷时，硬水中的钙离子和镁离子容易吸附到颗粒表面，中和颗粒表面的负电荷，使颗粒团聚；而TiO2表面带有正电荷时，硬水中的氯离子会中和表面的正电荷导致凝聚. ⑧致密程度和包覆速度相关，包覆速度过快易生成蓬松的膜，包覆速度过慢就会形成致密的膜.液相沉积法制备TiO2@SiO2颗粒. 将二氧化钛分散到水中制成悬浮液，将硅酸钠与硫酸分别配成一定浓度的溶液，并加入到二氧化钛悬浮液中，控制反应温度与pH，使硅酸钠水解，得到白色悬浮液；用蒸馏水反复离心洗涤，烘干即得到TiO2@SiO2颗粒[35-39]，反应方程式如下：液相沉积法制备TiO2@SiO2颗粒是较常见的修饰二氧化钛的方法，该工艺操作简单，实验过程易于控制，具有普遍的适用性. 但是，该法制备出的TiO2@SiO2颗粒分散性较差，易于团聚，难于在水中很好地分散，且在制备过程中，粒子的成核和生长过程受较多因素的影响.因此，如果能控制二氧化硅在二氧化钛表面的生长，通过表面功能化改善所得粒子的分散性，可以制得高性能的TiO2@SiO2颗粒. TIZJANG等[40]选用有机硅化合物正硅酸乙酯采用改进的Stöber方法对二氧化钛进行包覆，以降低二氧化钛在紫外光照射下的光催化活性，实验通过紫外光下降解亚甲基蓝证实包覆二氧化硅后二氧化钛的光催化活性有效降低. 但相对于无机硅包覆，有机硅包覆的成本更高. 葛晨等[35]用金红石型二氧化钛为原料，初步探讨了各反应条件(温度、pH)对二氧化钛表面形成二氧化硅岛状膜与连续致密膜的影响. 孙秀果等[41]采用包覆沉淀法制备纳米TiO2@SiO2，结果表明，合适的包覆速度改性后的粉体粒度分布均匀，紫外吸收能力增强，分散性提高. TiO2@SiO2也存在一定的缺陷，氧化硅之间也存在着微弱的氢键，使得浆料的过滤洗涤性能变差，生产成本增加. SCIANCALEPORE等[42]采用溶胶凝胶法，TEOS作为原料制备SiO2-TiO2陶瓷，实验证实基底的光滑程度对光催化降解有影响，光滑表面有高的光催化活性，高的亲水性.化学沉积法制备TiO2@Al2O3颗粒.以NaOH中和，反应方程式：以H2SO4中和，反应方程式：李礼[31]采用偏铝酸钠为原料对二氧化钛进行表面修饰，由实验得出铝在碱性条件下生成的沉积物为疏松的勃姆石型，Al是以Ti-O-Al键结合于二氧化钛表面，酸性条件下沉积物为无定形，且在碱性条件下包覆产品的颜料性能更好. 康春雷等[27]在金红石表面包覆氧化铝，选择H2SO4和CH2OHCH2Cl为酸解介质，用CH2OHCH2Cl为酸性介质能够抑制浆液中的均相成核，包覆膜质量明显改善. KLYATSKINA等[43]采用悬浮等离子体喷涂技术在二氧化钛表面包覆氧化铝.TiO2表面包覆ZrO2壳层结构，不仅对提高层间结合力有作用，而且能够显著地掩蔽TiO2的光催化活性，反应方程式：一般不会单独进行锆包膜，因为经锆处理后的样品的浆料过滤性能变差，不容易过滤洗涤，滤饼也不易抽干，易发生假稠现象，因此锆经常与铝包膜等包膜剂配合使用[44].在二氧化钛表面包覆Fe2O3目的是合成颜色稳定、具有一定彩度的二氧化钛，以克服仅把颜料与二氧化钛混合引起体系颜色分层[45]，主要反应如下：LV等[46]采用水热原子沉积法实现了在二氧化钛纳米管表面包覆Fe2O3以提高对锂离子的储存性能. 吴健春[32]在二氧化钛表面包覆以制备肤色二氧化钛，根据煅烧工艺对彩度的影响情况制备出肤色二氧化钛.在TiO2中添加同时具有亲水基团和亲油基团的有机改性剂，利用包膜剂中亲水官能团与二氧化钛表面的未键合羟基进行脱水缩合或发生取代反应形成化学键，或通过包膜剂的极性基团或氢键吸附在TiO2表面[47]，而其亲油的非极性基团朝外，有机物碳链具有一定程度的刚性，在二氧化钛颗粒之间起到位阻作用，从而消除或减弱二氧化钛颗粒之间的极性吸附作用，防止二氧化钛颗粒之间的团聚，提高其在特定介质中的分散性.常用的有机表面处理剂有：1) 胺类化合物，如三乙醇胺[34]、二异丙醇胺、乙醇胺、十八烷胺[48]等. 2) 多元醇，如NPG、TMP、TME、乙二醇[49]、丙二醇、辛戊二醇、季戊四醇等. 3) 有机硅化合物，如硅烷偶联剂、硅油、有机改性硅油等.4) 有机酸盐，如十六烷基三甲基氯化铵[50]、木质素磺酸钠、次甲基萘磺酸盐、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)[51].将TiO2分散到水中，加入分散剂分散，然后加入硅烷偶联剂，加热至一定温度，升温搅拌反应一定时间，经陈化、过滤、抽提、干燥得到最终改性产品. 秦悦等[52]用硅烷偶联剂A-151改性锆铝二元包覆后的TiO2，经实验与讨论后选择出最适宜实验条件为pH=10.0，水与硅烷偶联剂的体积比为110∶1，水解温度为75 ℃，这时粉体表面性质改变，由亲水性转为亲油性，明显改善了粉体团聚现象. 硅烷偶联剂与纳米TiO2表面的羟基发生化学反应，在TiO2表面形成了化学键，稳固的结合在表面[53]. 王琳琳等[54]利用JH-N318对二氧化钛表面进行修饰，对比改性前后的纳米TiO2的TEM照片，证明经JH-N318改性后的纳米TiO2在丙酮中的分散效果大大提高.有机酸类化合物与TiO2颗粒表面的羟基发生类酯化反应，使羧酸根与羟基之间脱水缩合，形成化学键，键合在颗粒表面，降低了颗粒的表面能，避免了TiO2颗粒之间的氢键作用力，从而将TiO2颗粒分散开来. 邹玲等[55]采用溶胶-凝胶的方法利用混合溶剂制备出硬脂酸修饰的纳米粒子，结果证实了表面有机修饰层的存在，这一修饰层与无机内核之间形成了化学键，而且羧酸根与无机内核形成双齿配位化合物.表面接枝改性的方法一般是先对TiO2颗粒表面进行预处理，之后再引发有机物在TiO2表面接枝聚合，主要包括偶联剂进行预处理法和表面活性剂进行预处理的方法[56]. 邱晓清等[57]运用硅烷偶联剂WD-70对TiO2纳米颗粒进行预处理，再进行苯乙烯的分散聚合包覆，通过表征证明聚苯乙烯通过偶联剂与TiO2键合在一起. 马丽[58]用十六烷基三甲基氯化铵对纳米TiO2进行改性，与未进行改性的TiO2颗粒相比，其吸油值明显减小. 并且实验结果表明，CTAB与TiO2颗粒表面的羟基发生了化学反应，成功接枝到其表面.TOHAE等[59]在TiO2表面接枝了APTMS和IPTMS硅烷偶联剂，IPTMS在TiO2表面产生交联结构，因此IPTMS的嫁接效率要比APTMS的嫁接效率要高，修饰后水合半径明显减小. 接枝原理如图5所示.此种方法利用有机酸盐亲水基团一端容易吸附在TiO2颗粒的表面，而疏水基团伸向分散介质中，以此来提高TiO2在分散介质中的分散性及与介质的相互融合性.王科林等[51]利用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)修饰二氧化钛，提高了TiO2在二甲苯中的稳定性. 万斯等[48]利用十八烷胺通过物理吸附的方法改性了担载银的TiO2粉体，经过改性得到了亲油疏水的载银二氧化钛粉体. 吕玉珍等[60]选用了油酸对纳米TiO2进行表面有机修饰，将修饰后的样品通过超声，分散到变压器油中，实验结果表明，油酸在纳米TiO2表面成功形成了良好的修饰层，且与纳米TiO2表面以双齿桥连配位方式键合. NAKAYAMA等[61]用丙酸和各种胺作为原料，采用两步法对TiO2表面进行修饰，得到了在有机溶剂中具有高分散性的TiO2纳米颗粒，酸和胺以螯合键或桥键形式键合于TiO2颗粒表面. OJAME等[62]研究了甲酸、乙酸、柠檬酸等在金红石表面的吸附作用，通过量子化学计算发现甲酸、乙酸、柠檬酸等通过强键吸附到TiO2表面，这种强键主要是以桥键形式存在. MISRA等[63]成功用C11-resorcinarene对二氧化钛进行包覆，实现了其在不同的非水溶剂中单分散及再分散，其结构如图6所示：影响TiO2表面有机处理的因素与无机处理因素差别不大，有以下几点：表面修饰剂用量、反应体系pH、反应温度、搅拌速度、表面活性剂用量、反应物浓度、水质、包覆速度等. 有机修饰的温度相比无机物表面处理温度低[34].为了扩展二氧化钛的应用范围，可以使用两种或多种表面处理剂进行复合处理，常用的处理方法有两种：无机-无机复合处理、无机-有机复合处理. 无机-无机复合处理一般有铝硅复合处理、铝锆复合处理等. 而无机-有机复合处理一般先进行无机处理再进行有机处理，以使产品更好的分散到有机介质中.铝硅复合处理存在处理次序的问题. 一般生产耐候性产品时先修饰铝再修饰硅，应用于水性涂料时，先修饰硅后修饰铝. 崔爱莉等[64]用硅酸钠和硫酸铝为原料在二氧化钛表面修饰硅铝二元膜. 研究了二氧化钛表面包硅和包铝膜的机理和包膜的表面结构，提出pH和硅胶的聚合速度影响包膜的致密性与状态，pH主要影响包覆单分散，硅酸聚合速度过快，不利于逐渐沉积到TiO2粒子表面形成成膜包覆，而生成许多小球形的SiO2粒子，从而产生成核包覆. 李蓓等[65]在钛白粉表面用氧化硅和氧化铝进行包膜处理，水悬浮液pH值偏离中性. 氧化硅包膜后，钛白粉水悬浮液呈碱性，随着包覆量的增加pH增大，最高可达pH 9.7. 氧化铝包膜后，钛白粉水悬浮液呈酸性，随着包覆量的增加而降低，最低可达pH 4.4.化学沉积法制备ZrO2@TiO2颗粒，用NaOH溶液调节TiO2浆料的pH，加入质量分数0.3%～0.5%的P2O5，缓慢滴加ZrOCl2溶液，控制反应时间、反应温度、反应pH，之后加入NaAlO2溶液，控制温度与pH，熟化. 之后过滤、洗涤、干燥[45]. 李坤等[66]用金红石型二氧化钛、偏铝酸钠、ZrOCl2作为原料，合成表面包覆氧化铝与氧化锆较为均匀完全膜的样品，改善了二氧化钛亨特白度和光泽度，以及在水中的分散程度.无机-有机联合包膜，既可以提高二氧化钛的耐候性，也能够增加在溶剂中的分散性. 王亚峰等[67]采用锆-铝-有机硅联合包膜工艺进行无机-有机包覆，D7066 有机硅包膜剂与二氧化钛表面以化学键的方式结合，并形成了有机包覆层，制备出了高耐候性、高光泽度、流动性良好的二氧化钛，产品具有较高的耐温性和加工性能. 王勇等[68]成功地完成了纳米TiO2表面Al2O3/硅烷偶联剂复合包覆改性. 包覆膜依附于纳米颗粒表面均匀生长，对颗粒外形没有影响. 复合包覆膜中有机膜的最大包覆量约为7%，且与包覆温度无关. 秦悦等[52]采用硅烷偶联剂A-151对锆铝二元无机包覆的TiO2进行表面处理，粉体表面性质由亲水转为亲油，且粉体团聚现象得到明显改善.二氧化钛表面处理可以调控二氧化钛的光催化活性，提高光学稳定性，同时可以提高二氧化钛在介质中的稳定性. 国外虽技术成熟，但一直被国外大公司和研究机构垄断，而我国钛白粉的需求量巨大，产量在世界范围内占有很大比例. 因此对二氧化钛表面处理的研究，提高二氧化钛的性能，拓宽二氧化钛的使用范围，具有重要现实意义. 作为实际应用型课题，二氧化钛表面处理的以下方面有待进一步研究：对于表面处理后的样品没有较为系统的表征手段和标准，以检测产品性能优劣；表面处理的理论不完善，需要进一步完善理论来指导实验.【相关文献】[1] 阳露波. 金红石纳米TiO2在涂料中的应用研究[J]. 钢铁钒钛, 2003, 24(2): 52-56.YANG L B. 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非金属矿粉体加工技术现状与发展
１ 非金属矿物粉体加工技术现 状 Ｊ
１ １ 粉碎分级 ．
解石 、大理 石 、 白云石 、石 膏 、重 晶石 、滑石 、叶 蜡 石 、绿泥 石 、膨 润 土 、伊 利石 、硅灰 石 、煤 系硬 质 高 岭岩 、玻璃原 料石 英岩 等只进行 简 单的拣选 和 分 类 。 目前 工 业 上 进 行 选 矿 提 纯 的 非金 属 矿 主 要 有 ：石棉 、石墨 、高岭土 、硅藻土 、石英 、云母 、石 榴 子石 、蓝 晶石 、夕线石 、红柱 石 、蛭石 、菱 镁矿 、 长石 、金红石 、锆 英砂 、萤石 等 。由于优质 滑石 资 源 的 日渐减少 ，２ ０ 年开 始了低 品位 滑石的选矿加 ０５
细碳酸钙浆料加工技术 、超细非金属矿粉改性 及复合 技术 、超细高 白度煅烧高岭土加工技术、球形非金属矿粉加工技术和针 状非金属矿粉加工技术等方面的显著进展 ；并对非金属矿物的粉碎分级 技术 、 选矿提纯技术 以及表面改性技术的发展趋势进
行 了展 望 。
关键词 ：非金 属矿 ；粉体 ；加工 技术 中图分类号：Ｔ ７ Ｄ９ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１０ — ３ ６２ ０ ）４ ０ ０ — ４ ０ ７ ９ ８ （０ ７０ — ０ ３ ０
ｉ ０ ６ Ｔ ｅｐ ｅ ｅ ｔ ｔｔ ｓ ｐ ｏ ｒ ｓ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｎ ｓ ｆ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｆ ｏ — ｔ ｌ ｃｍｉ ｅ ａ ｓ ｕ ｈ ａ ｏ ｎ ２ ０ ． ｈ ｒ ｓ ｎ ａ ｕ ， ｒ ｇ ｅ ｓａ ｄ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ￣ｅ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｈ ｏ ｏ ｏ ｎ ｎ ｍｅａ ｌ ｎ ｒ ｌ ｓ ｃ ｓ ｍｍｉｕ ｉｎ ｓ ｏ ｅ ｙ ｉ ｃ ｎｔ ｏ
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石棉 主要 采用 风选和 筛分 分级 ；石墨天 然可浮
无机非金属材料结构基础表面与界面
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表面离子重排结果： ①正离子的配位数下降，6 5； ②表面形成厚度为0.02nm的双电层； ③晶体表面好象被一层负离子所屏蔽。
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双电层的成因：
对于离子晶体，处于表面的负离子（Cl-）只受到上下和内侧 Na+离子的作用，而外侧是不饱和的。于是，表面负离子（Cl-） 的电子云因被拉向内侧正离子一方而变形，形成负电端朝内侧、 正电端朝外侧的偶极子。这种偶极子的形成，必然引起与其相 邻的Na+离子电子云的变化，使Na+离子电子云的正电端朝内侧 负电端朝外侧，形成诱导偶极子。由于负离子的极化变形大于 正离子，因此，表面上的Na+离子被拉向内侧，这相当于表面上 的Cl-离子被推向外侧，正负离子通过重排而使体系在能量上趋 于稳定，并在表面形成双电层。
不过，HF，H2O，NH3 等氢化物的分子量与相应同族氢化物相比要小， 但它们的熔、沸点则反常地高，其原因在于这些分子间存在氢键。
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4、固体表面结构
1）晶体表面结构 微观（原子尺度的超细结构）和宏观（表面几何状态）
（1）晶体表面的微细结构（离子晶体）
维尔威（Verwey）晶体表面结构学说: 新形成的理想表面由 于周期性重复排列中断而具有很高的表面能，体系不稳定，通 过自发地变化，来降低能量而趋于稳定。
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表面效应：最外层的双电层对次内层发生作用，并引起内层离 子的极化与重排，这种作用随着向晶体内部推移而衰减。作用 深度与阴、阳离子的半径差有关。
粉体：形成许多新表面，而表面层离子的极化变形和重排使表 面晶格畸变，有序性降低。当细化到一定程度时，使表面无定 形化，不仅增加了粉体活性，而且由于双电层使表面荷电而容 易引起磨细的粉体又重新团聚。
粉体技术的研究进展
粉体技术的研究进展非金属矿物粉体是现代新材料的重要组成部分之一，在现代产业发展中起重要作用。
近20年来，我国非金属矿物粉体的加工技术有了显著进步。
非金属矿物粉体工业已形成相当的规模，各类非金属矿物粉体的年总产量达上亿吨，已经在高技术新材料产业以及造纸、塑料、橡胶、涂料、建材、冶金、轻工、化工等传统产业及环保产业得到广泛应用。
未来非金属矿物粉体加工技术的发展趋势是以市场为导向，以提升非金属矿物材料的功能或应用性能为目的，发展新方法、新工艺和新设备。
一、我国粉体工业发展的现状非金属矿物精细粉体和功能性非金属矿物材料是伴随现代科技革命、产业发展、社会进步、人类生活质量的提高和环保意识的普遍觉悟而发展起来的。
我国在该领域的大规模生产和工业应用是从20世纪70年代末或80年代初开始的。
经过近20年的发展，尤其是20世纪90年代以来的发展，我国非金属矿加工业已形成相当的规模。
在普通或大众产品方面不仅能基本满足国内市场所需，而且还能大量出口，在国际非金属矿产品粉体市场占有较重要的地位。
二、我国非金属矿物粉体加工技术现状在非金属矿物的加工中广泛应用粉体加工技术，如粉碎、分级、提纯、改性、国液分离、煅烧、造粒、包装等。
矿种多、应用领域广、技术指标要求复杂是非金属矿物加工的主要特点之一。
由于这一特点，非金属矿的加工工艺也是千差万别的。
有些非金属矿可以直接粉碎加工成商品，如方解石，有些必须要进行提纯，如石墨，有些废用领域只需对非金属矿进行简单的粉碎加工，如饲料用的石灰石粉．铸造用的膨润土以及普通的非金属矿物填料；有些应用领域则要求进行较深度的加工，如微电子工业应用的胶体石墨、高纯石英，造纸工业用的高岭土、重质碳酸钙颜料，涂料工业用的有机膨润土，纳米复台材料用的蒙脱石，新型导电材料用的石墨层间化台物。
以下就几个主要粉体加工环节进行简单评述：(1)选矿提纯由于非金属矿物成矿的特点及应用的特点，工业上大多数非金属矿物如石灰石、方解石、大理石、自云石、石膏、重晶石、滑石、叶蜡石、绿泥石、膨润土、伊利石、硅灰石、煤系硬质高岭岩、玻璃原料石英岩等只进行简单的拣选和分獒进行粉碎、分级、改性活化和深加工。
国内外无机粉体表面改性技术现状
国内外无机粉体表面改性的现状朱宗臣，胡彩平，王佳涛，吴浩（昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093）摘要：表面改性是无机粉体的主要加工技术之一，对提高分体的应用性能及应用价值有着至关重要的作用。
从粉体表面改性方法、工艺、设备、表面改性剂及其配方等方面综述了无机粉体表面改性技术现状。
关键词：无机粉体；表面改性；表面改性剂1 表面改性方法根据表面改性剂和粉体粒子之间有没有发生化学反应，可将无机粉体表面改性方法分为表面物理改性法、表面化学改性法和复合改性。
1.1 表面物理改性法所谓表面物理改性法就是通过分子间作用力（如范德华力，氢键等）将无机或有机表面改性剂吸附到无机粉体粒子表面，在粉体粒子表面形成包覆层，以降低粉体的表面张力，改变粉体粒子的表面极性，减少粉体粒子之间的团聚作用，从而达到均匀稳定分散粉体粒子的目的。
（1）物理涂覆物理涂覆是一种对无机粉体粒子表面进行简单改性的工艺方法。
它主要利用表面活性剂、水溶性或者油溶性高分子化合物及脂肪酸等对粉体表面进行覆膜处理而达到表面改性的目的。
经过覆膜以后，无机粉体的胶结能力、强度、耐高温能力等均有明显改善。
（2）表面活性剂改性表面活性剂改性包含疏水基和亲水基，是极少数能显著改变物质表面或界面性质的物质，具有两个基本特点:(1)在物质表面或两相界面容易定向排列，使其表面性质或界面性质发生显著变化；（2）在溶液中的溶解度很低，在通常使用浓度范围内大部分以胶团（缔合体）状态存在，使其表面张力显著下降。
（3）高能表面改性利用紫外线、红外线、电晕放电和等离子体照射等方法对无机粉体进行表面处理的方法称为高能表面改性。
（4）胶囊化改性胶囊化改性是现代医药领域最先采用的技术，最初是由为了满足药品的缓释性需求而出现的固体药粉胶囊化发展而来的。
胶囊化改性是粉体颗粒表面上覆盖均质而且有一定厚度的薄膜，它的特点是能够将液滴固体化。
1.1 表面化学改性所谓无机粉体表面化学改性是指通过无机粉体粒子表面和表面改性之间的化学吸附作用或化学反应，改变粒子的表面结构和状态，从而达到表面改性的目的。
无机粉体表面包覆金属改性研究现状
Ｋｅ ｒ ｓ ｉｏｇ ｎｃｐ ｗ ｅ ；ｏ ｔ ｇ ｃ ｍｐ ｓ ｅｍａｅ ａ ； ｄ ｉｃ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ：ｎ ｒａ ｉ ｄ ｒ ｃ ａ ｎ ；ｏ ｏｉ ｔｒ ｍｏ ｆ ａｉ ｏ ｉ ｔ ｉ ｌ ｉ ｏ
在无机粉体表面包覆一层金属 ， 可以显著改善 材料 的性能。通过包覆获得的复合材料不仅保持 了 原有无机粉体的物理 、 化学性能 ， 而且具有金属包覆 层优 良的特性。这使得金属陶瓷复合材料在光学、 热学 、 力学、 电磁学、 催化剂等领域有很大发展前途 ， 近年来引起 国内外学者 高度重视。 目前 ， 无机粉体
ｖ ｌ ｐ ｎ ｆｉｏ ｇ ｉ ｏ ｅ ｏ ｔ ｄ ｗ ｔ ｔｌ ｓ ｃ ｓ Ａ ２ ３， ｒ ， Ｔｉ ｄ Ｓ Ｃ。ｓ ｍａｎ ｙ ｓ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｅ ｏ ｍｅ ｔｏ ｎ ｒ ａ ｃ ｐ ｗｄ ｒ ｃ ａｅ ｈ ｍｅａ 。 ｕ ｈ ａ １ ０ Ｚ Ｏ２ Ｂａ Ｏ３ａ ｉ ｉ ｉｌ ｔ ｉｄ ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ． ｎ ｓ ｉ ｎ ｕ Ａｎ ｔ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔｉ ａｓ ｉ ｔｄ ｏ ｔ ｄ ｉ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｏ ｐ ｃ ｓ ｌ ｏ ｐ ｎ ｅ ｕ ． ｓ ｐ ｏ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅｉｏｇｎｃｐ ｗｄ ｒｍａｅｉｌ ａｅｕ ｅ ｉｅｙ ｉ ｅｃ ｅ ｃ ｌｐ ａｍａｅ ｔ ａ ，ｌｃｒｎｃ ，ｅ ｏｐ ｃ ｎ ｓｒ ｃ ：ｈ ｎ ｒａ ｉ ｏ ｅ ｔｒ ｓ ｒ ｓｄ ｗ ｄ ｌ ｎ ｔ ｈ ｍｉａ ， ｈ ｒ ｃ ｕｉ ｌ ｅｅ ｔ ｉｓ ａ ｒｓａ ｅａ ｄ ａ ｈ ｃ ｏ ｏ ｅ ｅｄ ． ｕ ｉ ｅｄ ｖｌｐ ｎ ｆｍｏ ｅ ｃｅ ｃ ｄ ｔｃ ｎ ｌｇ ， ｅｉｄ ｓｒ ａ ｉｈ ｒｒｑ ｉ ｍｅ ｔｏ ｎ ｍａｅ － ｈ ｉ ｔ ｒｆ ｌｓ Ｂ ｔｗ ｔ ｔ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｄ ｍ ｓｉｎ ｅａ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｔ ｎ ｕｔｙｈ ｓｈｇ ｅ ｅ ｕｒ ｎ ｆｏ ｔｒ ｈ ｈ ｎ ｈ ｅ ｉ ａ日 ｓｎ ｌ ｔｒ ｌｈ ｅ ｎｄｍ ｃ ｔｏｍｅ ｔｓｅ ｉ ｅ ｕｒｍｅ ｔ－ ｄｔｅｅｏｅｔｅｉｏｇｎｃｐ ｗｄ ｒ８ｍｏ ｉ ｃ ｔ ｎｈ ｓｒ－ １ ，ｉｇｅｍａｅ ａ ａ ｂ ｅ ｉ ｎ ｅ ｐ ｃａ ｒｑ ｉ ｉ ｓ ｌ ｔ ｌ ｅ ｎｓ ａ ｒｆｒ ｒａｉ ｎ ｈ ｈ ｎ ｏ ｅ ｄｆ ａ ｏ ａ ｅ ｉ ｉ ｃ ｉｅ ｏ ｓｄ ｒｂｅａｔｎｉｎ ｔｒａｓｆｅ ｓ ｐ ｒ ｃ ｌ ｌ ｏｇ ｎｃｐ ｗ ｅｓｗ ｔ ｏ ｔｄ ｍｅａ． ｈ ｈｅ ｉｅｅ ｔ ｔ— ｅｖｄ ｃｎ ｉｅａ ｌ ｔ ｔ ｓｉ ｍａｅ ｌ ｌｄ ， ａｔ ｕａ ｙｉ ｒａ ｉ ｏ ｄ ｒ ｉ ｃ ａｅ ｔ１Ｔ ｅｔｒｅｄｆ ｒｎ ｈ ｅ ｏ ｎ ｉ ｉ ｉ ｒ ｎ ｈ ｍｅ
化学气相沉积技术制备粉体材料的研究进展及应用
化学气相沉积技术制备粉体材料的研究进展及应用王斌，罗康碧（昆明理工大学化学工程学院，昆明650093）摘要：化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition：简称CVD)是指利用气体原料在气相中通过化学反应形成基本粒子并经过成核、生长两个阶段合成薄膜、粒子、晶须或晶体等固体材料的工艺过程。
本文主要论述了化学气相沉积技术的发展历程及其应用领域；重点阐述了CVD技术的基本原理和典型的CVD工艺及其特点；同时分析了CVD技术的优势和缺陷，以及CVD技术的发展趋势，并展望其应用前景。
关键词：化学气相沉积；粉体材料；工艺原理；研究进展；应用Research Development and Application of Chemical Vapor DepositionTechnique in Prepare Powder MaterialsWANG Bin, LUO Kang-bi(Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science andTechnology, Kunming, 650093)Abstract：Chemical vapor deposition (CVD) refers to the use of raw material gas in the gas phase particles are formed by chemical reaction and nucleation, the growth of two phase composite films, particles, or crystal whisker etc. The technological process of the solid material. This paper mainly discusses the development course of chemical vapor deposition technique and its application field; Expounds the CVD technology the basic principle and typical CVD process and its characteristics; At the same time analyzed the advantages and disadvantages of CVD technique, and development tendency of CVD Technique , and its application foreground is prospected.Key words:chemical vapor deposition;powder material; technical principle; research development; application1. 化学气相沉积的基本概念：化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition：简称CVD)是指利用气体原料在气相中通过化学反应形成基本粒子并经过成核、生长两个阶段合成薄膜、粒子、晶须或晶体等固体材料的工艺过程[1]。
超细粉体表面改性研究进展
ｃ ｌｍｏ ｆｃ ｔ ｎ，ｍｉｒ ｎ ａ ｕ ａｉ ｎ ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ａ ｄｉ ａ ｉ ｉ ｏ ｃ ｏ ｅ ｃ ｐｓ ｌ ｔ ｄ ｆ ａｉｎ，ｈ ｇ ｎ ｒ ｙ ｍｏ ｉ ｃ ｔｏ ｏ ｉ ｉｈ ｅ ｅ ｇ ｄ ｆ ａｉｎ，ｐ ｅ ｉｉａｉ ｎ ｍｏ ｆｃ － ｉ ｒ ｃｐ ｔｔｏ ｄｉ ａ ｉ
超 细 粉 体 表 面 改 性 研 究 进 展
铁 生年 ， 李 星
（ 青海大学非金属材料研究所 ， 青海 西宁 ８０ １ ） １０ ６
摘要 ： 对 目前超 细粉体制 备和应 用 中存在 的 问题 ， 述 了近 年 来超 细粉 体 的表 面改性 方 法 ， 针 综 如表 面 包覆 改性 、 面化 学改性 、 械 力化 学 改性 、 囊式 改性 、 表 机 胶 高能 改性 、 淀 改性 等研 究进 沉 展， 介绍 了国 内超 细粉体 常 用的表 面改性设 备和表 面 改性剂 并指 出其 今后 的发展 趋势 ， 讨 了 探 影 响粉体表 面改性效 果的 因素 ， 同时对表 面改性技 术 的发展 前景进行 了展 望。
第２ ８卷 第 ２期 ２１ ０ ０年 ４月
Hale Waihona Puke 青 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ） Ｊｕｎ ｌ ｆ ｉｇａ Ｕ ｉｅｓｙ Ｎ ｔｒ Ｓｉ ｃ ） ｏ ｒａ ｏ ｎｈ ｉ ｎｖｒ ｔ（ ａ ｅ ｃ ｎ ｅ Ｑ ｉ ｕ ｅ
Ｖｏ Ｉ ８ Ｎｏ ２ ｌ２ ． Ａｐ ． ０１ ｒ２ ０
关键 词 ： 细粉体 ； 超 团聚 ； 面改性 ； 表 发展 趋 势 中图分 类号 ：Ｂ ２ Ｔ ３ 文献 标志 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ６— ９ ６ ２ １ ） ２— ０ ６— ６ １０ ８ ９ （０ ０ ０ ０ １ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｕｒ ａ ｅ ｍ ｏ ｉ ｃ ｔｏ ｆｕｌｒ — ｆｎｅ ｐ ｗｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｆｓ ｆ ｃ ｄ ｆ ａ ｉ ｎ ｏ ｔ ａ — ｉ ｉ ｏ ｅ
无机粉体的表面改性技术
有 工艺简单 、操作灵 活、投资节省等优 的有机改性剂和制备工艺需要干 燥的情 是将干燥 与表 面改性合 一。此法 可简化 点 ，并且水溶性和 非水溶 性表面改性剂 况。如 轻质碳酸钙 的表面改性 ，有机 硅 工艺 ，但干燥过程 中加入 的低沸点表面 均 可使 用。干法改性分 为连续式和间歇 改 性 钛 白粉 等 ；在 反 应后 的 浆料 过 滤 改性剂可能还来不及 与粉体表 面作用就 式两种 。连续 式即连续给料并同时添加 干燥前先进行改性还能 改善产 品结块团 随水分子一起 蒸发掉。如果在水分蒸发 表 面改性剂 ，粉体表 面包覆较均匀 ，适 聚的状 况 ，提高粉体 的分散性 。沉淀包 后 添 加 表 面 改 性 剂 ，虽 然 可 以避 免 表 面
２ ． １ 干法 工 艺
干 法工艺是工业上 应用最为广泛 的 剂 的包 覆更均匀 ，但后续需要进行 过滤 是 ，粉碎 时局部温度过 高会在一 定程 度
表 面 改 性 工 艺 。 与 湿 法 改 性 相 比 ，它 具 和干燥。一般有机包覆改性 用于水溶性 上破坏表 面活性剂 的分 子结构。另一种
般用于采用共沉淀法制备复合粒子 。
１ ． ７插层 改 性
２ ． 无机粉体表面改性 工艺
改性工艺依 照表 面改性的方法 、设 面改性剂进行稀释 ，因此工 业上 操作相 ２ 。 ３复合 工艺 备 和粉体的制备方法 而异。 目前工业上 对复杂 ，不适合 大规 模生产。 应用的改性工 艺主要有干法工艺 、湿法 ２ ． ２湿法 工 艺
将 有机 物 单 体 聚 合 在 粉 体 粒 子 表 面 ，得
１ ． １ 物理 涂覆 改性
物理 涂覆改性即表面包覆改性 ，当
１ ． ２高能表 面改性
到复合的胶囊化粒子 。与表面包覆改性
无机粉体改性塑料的研究进展
无机粉体改性塑料的研究进展无机粉体改性塑料是近年来塑料材料研究领域的热点，随着科技的进步，它得到了广泛的应用，并引发了人们深入的研究。
这类材料主要是由无机粉体和基体塑料通过其中一种方式共混或者化学结合而成。
通过有效改性，不仅可以提高塑料的机械性能、优化其表观质地，还能赋予其一些与天然材料近似的性能，例如疲劳耐性、耐磨性、抗老化性等。
本文将着重介绍无机粉体改性塑料的研究进展。
首先，无机粉体的选择范围广泛，常用的有纳米碳酸钙、氧化硅、氧化铝、金属硫化物等。
这些无机粉体的加入，为塑料提供了更强的刚度、更高的热稳定性和更好的阻燃性。
例如，氧化铝的加入能增加塑料的抗氧化性和阻燃性，使其在高温环境下保持良好的性能。
除此之外，为了达到最佳的改性效果，共混技术在无机粉体改性塑料研究中扮演着关键角色。
通过共混技术，无机粉体可以在塑料基体中分散均匀，从而使改性塑料具有更好的性能。
包括熔融共混、溶液共混、高剪切力共混等在内的各种共混技术都已被研究并成功应用。
另外，无机粉体的表面改性也是最近研究热点。
表面改性不仅能改善无机粉体在塑料基体中的分散性，还能优化其与基体的界面相容性，从而提高改性塑料的整体性能。
目前，无机粉体的表面改性方法主要包括硅烷偶联剂改性、有机硅改性、有机金属改性等。
值得一提的是，随着可持续性、环保性研究的逐渐深入，生物基塑料和可生物降解塑料也开始被应用于无机粉体改性塑料的生产中。
这些塑料不仅本身具有更好的生物相容性和可降解性，而且在无机粉体的添加下，仍然能保持较好的机械性能和使用性能。
总体来看，无机粉体改性塑料的研究进展迅速，技术日趋成熟，并在塑料产业中有着广阔的应用前景。
然而，真正实现该技术的产业化，还需要在选择无机粉体、改性方法和适配基体塑料等多方面进一步研究和优化。
只有这样，才能使无机粉体改性塑料真正发挥其优势，满足未来塑料产业的高效、环保、可持续发展的要求。
无机非金属新材料的研究及发展
无机非金属新材料的研究及发展黄伟（安徽工业大学材料学院，马鞍山243000）摘要: 无机非金属新材料是发展现代工业、农业、国防和科学技术不可缺少的基础材料, 随全球经济复苏及进一步发展, 无机非金属新材料进入了一个重要发展规划机遇期。
关键词: 无机非金属; 产业概括; 发展趋势Research And Development of Inorganic non-metallic materialsHuang Wei(Anhui University Of Technology , MAANSHAN 243000)Abstract: Inorganic non-metallic materials are indispensable and fundamental materials to develop modern industry, agriculture, national defense and science and techno logy. With the recovery and development of global economy, inorganic non-metallic materials come close to important program opportunity.Key word s: inorganic non- metallic; industry overview; development trend1、前言无机非金属材料是一种古老而又年轻的材料,它的历史可上溯到距今几百万年的石器时代。
但在科学技术飞速发展的今天,它又是一种最年轻的材料,如今,材料、信息能源,被列为当今三大支柱产业,并且材料产业是支柱产业中的基础产业。
新材料是发展高新技术的物质基础,新材料及与其直接相关的研究领域,如信息存储材料、微电子材料、生物材料、纳米材料、超导材料及高温电子学等,在当今高新技术领域及未来技术中均占有重要地位。
纳米二氧化钛表面改性与应用研究进展
2 表面包覆方法
提高纳米二氧化钛耐候性与分散性的最有效的方法是，在其表面包覆一些具有特定化学性质并能以很薄的包膜形式吸附在二氧化钛颗粒表面的化合物，使二氧化钛颗粒之间分离开来，减小颗粒间的范德华引力，提高了分散性。同时也使颗粒本身与外界介质隔开，避免阳光中紫外线的直接照射，防止二氧化钛粉化，增强耐候性。
3 表面包覆过程中的控制因素
进行表面包覆时，溶液pH、二氧化钛含量、分散剂用量、表面活性剂、反应温度、包覆时间、搅拌器结构及转速对表面包覆的效果都有较大的影响。
3.1 pH
一般情况下，二氧化钛在pH<2时分散性很好。随着pH上升二氧化钛会逐渐发生团聚现象，当pH为5-8时，团聚现象最为严重。当pH>8时，又重新分散，而且当pH为8.5-11时分散最好。而当pH>11时，又重新团聚。在实际分散过程中，pH一般控制在8-10，碱性环境有利于二氧化钛在中和前保持分散状态而不凝聚，从而使涂膜较为均匀，使尽可能少的颗粒被包覆。
4.2 国内外有机包覆研究进展及应用
纳米二氧化钛在各领域中应用的关键是需要其具有良好的光稳定性和分散性。提高纳米二氧化钛的光稳定性是通过无机表面处理实现的。纳米二氧化钛经过无机处理后，表面呈亲水性，适合于极性体系中的使用。但如果加入非极性体系中时，则难以分散，不能体现二氧化钛的特殊功能，为改善纳米二氧化钛在有机体系中的相容性和分散性，改进添加纳米二氧化钛复合体系的性能，还必须对纳米二氧化钛进行有机表面处理。R.J.Nussbaumer等利用十二烷基苯磺酸钠对金红石型纳米二氧化钛进行表面修饰，所得产品在甲苯中几乎透明，但却可在很广的波段范围内吸收紫外线，提高了纳米二氧化钛的紫外线屏蔽功能。出光兴产公司开发的纳米二氧化钛，用二氧乙酸酯钛酸酯、月桂酸钠、乙烯基三乙氧基硅烷等表面改性剂对其改性，使纳米二氧化钛亲油度提高，用于树脂中也增强了紫外线的屏蔽能力。帝国公司则用TiOSO4水解得到二氧化钛，然后用硬脂酸钠、三乙醇胺处理，使其透明性与紫外线屏蔽效果也都得到了提高。
非金属矿物粉体表面改性技术进展
非金 属矿物 粉体的表面改 陛，主要是依靠表 面改 性剂（ 或处理 剂、包覆剂 ） 在粉 体颗粒表 面的吸 附、反
物 、不饱 和有机酸 、有机硅 、水溶性高分 子以及 金属 氧化物及 其盐等 ，常见 国产 品种及其应用列于下表 。
表 面 改 性 剂 及 其 应 用
名 称 品 种 应 用
碳 酸钙 碳 酸 镁 、高 岭 土 、滑 石 、 硅 灰石 氧化铁 、重晶石 、氢 氧化 铝 氢 氧化 镁 、粉煤 灰 、石膏 粉 、 云母 叶 蜡 石 等
、 、 、 、
铝钛 复合 阴离子 阳离子 非 离 子
Ｆ ｌ Ｔ ２ Ｔ 、Ｆ 一 硬脂 酸（ 、磺 酸盐及其 酯、高级磷酸 酯盐 盐） 高级胺 盐（ 伯胺 、仲胺 、叔胺及 季铵盐 ） 聚 乙 二 醇 型 、 多 元 醇 型 聚丙烯酸（ 盐）
云 母 、 高 岭 土 、滑 石 、 钛 白 粉 、 氧 化铝 氧化镁 、颜料等
、
钛盐
、
铬 盐、铁盐 、硅酸 盐 、铝盐 、镁 盐、锆盐 、锌 盐、镉盐等
２ ０ 年 以来 ，随着 与非金 属矿物粉体相关高技术 ００ 和新材料 的发展及无 机粉体应用技术 的显著进展 ，表 面改性非金属矿物粉体 用量 不断增加 ；针对超细重 质
、
滑 石 、硅灰 石 、氧化 铁 、高 岭土 、 高 岭土 海 泡 石 、云 母 、 叶 蜡 石 等
、
表 面活性 剂
轻质碳酸钙 、重质碳酸钙、硅 灰石 、 膨润土 、高岭土、氢氧化镁、滑石 、 叶蜡 石等 碳 酸钙 、磷 酸钙 、硅 灰石 、滑 石 、 铁红 颜 料 等
、
水溶性 高分子 有机硅 有机低聚物 不饱和有机酸
…
石 、重晶石 、氢氧化铝 、氢氧化镁、 叶蜡石 等 石英 二 氧化 硅 、玻璃 纤维 、高 岭 土 滑 石 、硅 灰石 、氢 氧化 铝 、氢 氧化镁
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。