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无磷洗涤剂助剂——层状二硅酸钠的合成与特性研究

董晋湘  
【摘要】:三聚磷酸钠是性能优良的合成洗涤剂助剂,但它是封闭或半封闭水体富营养化的原因之一,寻找其替代品已成为一个热点课题。层状二硅酸钠由于具有优良的阳离子脱除能力、碱性适中、与洗涤剂其它成分配伍性能好被认为是优良的无磷洗涤剂助剂,具有良好的工业前景。 本文对新型无磷助洗剂—层状二硅酸钠的合成规律、基本特性、二价阳离子脱除机理、在水溶液中的相变化规律、δ-层状二硅酸钠晶体结构稳定性、高稳定性δ-层状二硅酸钠工业化生产等问题进行了比较系统的研究,并取得了阶段性的进展。 本文选取模数为1.5-2.4的液体硅酸钠为原料,不添加晶种,在温度介于630-780℃条件下,比较系统地研究了δ-层状二硅酸钠的合成规律。 研究证明,以模数为2.1-2.2水玻璃作为原料,在660-780℃的温度范围内晶化2-8分钟,可以合成δ-层状二硅酸钠含量高于80%的样品。其中,模数2.1-2.2水玻璃作为原料,在720-750℃的温度范围内晶化2-5分钟,可以合成δ-层状二硅酸钠的纯相。突破了国际上通行的需要加入晶种来促进δ-层状二硅酸钠结晶的观点。 以α-与δ-层状二硅酸钠复合相为α-层状二硅酸钠的晶体结构诱导剂,在780±10℃的温度范围内,快速合成α-层状二硅酸钠的纯相,有效地把α-层状二硅酸钠的晶化时间从10小时,缩短到2小时以内。 在25-60℃,研究了层状二硅酸钠的钙、镁离子脱除特性,并与4A沸石、速溶硅酸钠、偏硅酸钠进行比较。实验结果表明,δ-层状二硅酸钠具有明显高于4A沸石的镁离子脱除能力。δ-层状二硅酸钠的钙离子脱除容量,在所研究的范围内(助剂浓度0.1-0.02%),随着


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