稻殼制備白炭黑及納米級(jí)白炭黑的研究.pdf

1、白炭黑即水合二氧化硅，具有高純度、低密度、高比表面積、分散性好等特點(diǎn)、光學(xué)性能和機(jī)械性能優(yōu)良。廣泛應(yīng)用于橡膠、塑料、醫(yī)藥、涂料，日用化工，催化劑載體，高分子復(fù)合材料，電子封裝材料，精密陶瓷材料等許多行業(yè)，特別是近年來，白炭黑在軍事、通訊、電子、激光技術(shù)等領(lǐng)域有了越來越廣泛的作用。 我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)稻大國(guó)，稻殼作為稻谷加工后的主要副產(chǎn)品大多作為廢棄物，不足10％作為初級(jí)燃料利用，這不僅是資源的極大浪費(fèi)，對(duì)環(huán)境也造成很大的污染，稻殼的綜

2、合利用一直是人們研究的課題之一。由于稻殼中含有大量的碳，是制備活性炭極好的原料。并且稻殼中含有16％～20％的無定形水合二氧化硅，燃燒后主要成分為二氧化硅，其它礦物雜質(zhì)含量很少，是生產(chǎn)精細(xì)化工產(chǎn)品白炭黑的理想原料。 本文首次研究了以稻殼為原料，不經(jīng)過生成水玻璃的中間環(huán)節(jié)而直接制備白炭黑的新方法，通過在稀鹽酸中沸煮、干燥后，在一定溫度下煅燒，可制得質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)質(zhì)白炭黑。對(duì)新方法制備白炭黑的工藝條件進(jìn)行了研究，確定了反應(yīng)的最

3、佳工藝條件：鹽酸濃度為3％-5％，煮沸時(shí)間為4h，煅燒溫度為550℃。此條件下制得的產(chǎn)品白度在93％以上，SiO<,2>含量在98％以上。BET法研究表明了產(chǎn)品的比表面積為235m<'2>/g；經(jīng)X射線衍射(XRD)、紅外光譜(IR)分析表明制備的白炭黑為非晶態(tài)結(jié)構(gòu)。 同時(shí)，本文還首次研究了由稻殼同時(shí)制備納米白炭黑和活性炭的最佳工藝條件，以及影響產(chǎn)品質(zhì)量的各主要因素，并對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量的多種途徑作了初步探討。篩選出了反應(yīng)的最佳工藝

4、條件：與稻殼灰反應(yīng)的NaOH的濃度為2.5mol/L，反應(yīng)時(shí)間為4h，反應(yīng)溫度100℃，在此條件下，二氧化硅的溶出率為95％，白炭黑的白度在90％以上，所得活性炭的亞甲藍(lán)吸附值為12ml/0.1g以上。如果對(duì)稻殼進(jìn)行適當(dāng)?shù)那疤幚怼⒑Y選后再進(jìn)行炭化，可以明顯提高活性炭的質(zhì)量。由濾液硅酸鈉溶液制備納米白炭黑可采用氯化銨中和，聚乙二醇-6000作表面活性劑，所得納米白炭黑質(zhì)量完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。制備的納米白炭黑制品為白色絮狀沉淀，經(jīng)x射線衍射分