收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

单质硅粉氧化法制备二氧化硅溶胶及其应用特性研究

田立朋  
【摘要】:二氧化硅溶胶(SiO2溶胶)在涂料、化学机械抛光、催化剂载体等工业领域都有着极其广泛的应用。本文利用单质硅粉氧化法制备了SiO2溶胶,研究了其粘度和稳定性,并应用于彩色喷墨打印纸的制备上。 本文详细研究了利用单质硅粉氧化法制备SiO2溶胶的工艺条件,考察了影响产物性能的因素,利用正交实验设计得到了单质硅粉氧化法制备SiO2溶胶的最佳制备条件。结果表明:在制备条件为:时间:7h,温度:80℃,水玻璃:水:硅粉=1:20:3(质量比)时,可以制备出质量分数较高(30%左右),粘度较低(3-5mPa.s),粒径为10~13nm,稳定性较好的硅溶胶。并在此基础上进行了粒径增长技术的研究,考察了增长反应的影响因素并分析讨论了其生长机理。进行了高浓度SiO2溶胶的制备,采用减压蒸馏法和添加不同表面活性剂,根据SiO2溶胶浓缩过程中粒径和粘度随溶胶质量分数的变化,探讨了不同表面活性剂在制备高浓度SiO2溶胶过程中的作用。结果表明:浓缩温度70℃下、选择阴离子表面活性剂分散剂、减压蒸馏压力的真空度为0.095MPa,能够制得浓度高且较为稳定的硅溶胶。 本文系统研究了SiO2溶胶的粘度性质和稳定性。考察了浓度、温度、颗粒粒径、胶体类型、表面活性剂对溶胶粘度性质的影响,探讨了Si02溶胶表面层所特有的凝胶层结构,比较了不同表面活性剂的降粘作用,分析讨论了阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的降粘机理,研究得出:加入三种不同表面活性剂后,SiO2溶胶的粘度都出现了不同程度的下降,其中以添加SDBS的降粘作用最明显,添加OP-10和十二烷基磺酸钠(SDS)的次之。表面活性剂的降粘作用机理为SDBS在溶胶颗粒上的包覆作用。SDBS的降粘作用与其浓度有关,表现为临界胶束浓度规律,临界浓度大约在4.6×10-3mol/L左右。通过稳定性实验,考察了pH值、颗粒粒径、浓度、温度、有机溶剂、表面活性剂对溶胶稳定性的影响,探讨了上述因素对溶胶稳定性的不同影响机理。不同种类表面活性剂的稳定性实验表明,阴离子和非离子表面活性剂一般能提高二氧化硅溶胶稳定性,而阳离子表面活性剂会降低溶胶稳定性。表面活性剂SDBS对溶胶的稳定作用与其用量有关,并且存在极值为1.43×10-3mol/L。 通过比较SDBS对SiO2溶胶的降粘和稳定作用,建立了阴离子表面活性剂SDBS在Si02溶胶上的包覆模型。阴离子表面活性剂SDBS在带负电溶胶颗粒上的吸附方式与阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂不同,表现为嵌入式包覆,即阴离子表面活性剂SDBS的非极性基团尾部嵌入到SiO2溶胶颗粒的表面凝胶层中,而极性基团朝向颗粒外部,并且由于同性基团的电性排斥作用使得其难以形成双分子层的吸附层。该模型为解释SDBS的降粘和稳定作用提供了理论基础。 最后,将自制高浓度SiO2溶胶、气相SiO2、普通胶体SiO2应用于彩色喷墨打印纸的制备,并测定了纸张指标。结果表明,自制高浓度SiO2溶胶作为涂层颜料制备的彩色喷墨打印纸的指标较接近于气相SiO2,且与气相SiO2相比,自制SiO2溶胶价格低廉并容易配制高固含量的涂料(高于40%),综合考虑,自制SiO2溶胶更适合作彩色喷墨打印纸的涂层颜料。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王旭;碳化硅中含单质硅的化学分析方法初探[J];金刚石与磨料磨具工程;1999年01期
2 包彦堃,谭继良,吴宝良,章坎生;单质硅一步溶解法硅溶胶研究[J];特种铸造及有色合金;1994年03期
3 李明建;;单质硅的化学分析[J];耐火材料;2009年01期
4 黄彩霞;黎振球;张元静;李敬华;曹承赟;;单质硅溶解法制备大粒径硅溶胶[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2010年04期
5 李新士;党金海;刘加善;鲍石鹏;;单质硅加入量对铝碳材料力学性能和抗氧化性能的影响[J];耐火材料;2006年01期
6 包亦望;刘立忠;韩松;石新勇;杨建军;;钢化玻璃自爆机理的新发现——单质硅微粒引裂(英文)[J];硅酸盐学报;2007年09期
7 庞学满;徐明霞;梁辉;李晓雷;季惠明;;单质硅在水基凝胶注模体系中稳定性的研究[J];稀有金属材料与工程;2008年S1期
8 范素珍,陈瑞春;快速法测定高硅铝合金中的硅含量[J];检验检疫科学;1998年03期
9 张元静;黎振球;李敬华;黄彩霞;于光;;改良单质硅溶解法制备大粒径硅溶胶的研究[J];河北工业科技;2010年03期
10 林炳熹;杨红;曾静;陈宁娜;;工业硅中单质硅的挥发与测定[J];冶金分析;2008年07期
11 胡郑毛;张先飞;;一种测定工业硅中单质硅含量的新方法[J];金属矿山;2010年02期
12 司徒杰生;;廉价合成高纯氮化硅[J];无机盐工业;1986年05期
13 林炳熹;杨红;曾静;陈宁娜;;氢氟酸挥散重量法连续测定游离二氧化硅、单质硅、碳化硅[J];耐火材料;2009年03期
14 王秉军;;单质Si对含TiO_2刚玉制品烧结性能和相组成的影响[J];耐火材料;2005年06期
15 王殿华;;材料领域“多面手”——硅[J];百科知识;2007年16期
16 李柳生;氮化硅陶瓷气压烧结过程中的Si析出[J];耐火材料;1996年04期
17 曾银燕;梁伦龙;赵纯仲;;炼钢浇注料中碳化硅的测定[J];涟钢科技与管理;2004年03期
18 赵平;张艳娇;刘广学;邵伟华;常学勇;;陶瓷级碳化硅微粉提纯试验研究[J];非金属矿;2009年04期
19 陈姚;任之君;杨淑敏;张碧欣;周丽虹;;单质硅溶解法制备电子级硅溶胶的影响因素研究[J];广州大学学报(自然科学版);2011年05期
20 涂军波,孙加林,洪彦若;硅复合刚玉-氮化硅材料的性能、组成及显微结构[J];耐火材料;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前8条
1 汪新;尹华意;汪的华;;单质硅低碳冶金的熔盐电解技术[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2010年
2 王成;吴晓;朱遂宾;贺中央;刘百宽;;环保型炮泥的研制[A];2006年第十二届冀鲁豫晋京五省(市)耐火材料学术交流会论文集[C];2006年
3 王彬果;徐静;赵靖;武海红;;一种用于XRF分析的硅铁、硅钙和硅铝钡合金的熔融制样方法[A];第十届中国化学会分析化学年会暨第十届全国原子光谱学术会议论文摘要集[C];2009年
4 张艳华;黄建国;;生物模板技术结合低温化学还原法制备自然纤维素的硅复制品[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年
5 唐永良;;硅溶胶制备方法评述[A];第十二届全国无机硅化合物技术与信息交流大会论文汇编[C];2003年
6 李秋霞;杨斌;戴永年;;二氧化硅在低价氟化法炼铝过程中的行为[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
7 李秋霞;杨斌;戴永年;;二氧化硅在低价氟化法炼铝过程中的行为(英文)[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年
8 郑金峰;;如何优化选择最合理的幕墙玻璃 解决玻璃幕墙钢化玻璃自爆的困扰[A];2008年全国铝门窗幕墙行业年会论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 郭明义;硅基多孔纳米材料的功能化及其药物传输研究[D];吉林大学;2011年
2 田立朋;单质硅粉氧化法制备二氧化硅溶胶及其应用特性研究[D];山东科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 陈国伟;大粒径、高浓度稳定硅溶胶的制备新工艺研究[D];南昌大学;2007年
2 张丽;添加物对刚玉莫来石耐火材料性能的影响[D];天津大学;2008年
3 吕嵩楠;一种超纯硅胶基质色谱填料的合成方法[D];北京化工大学;2012年
4 易成雄;不同气氛下C-Si系复合材料的制备机理及性能[D];武汉科技大学;2008年
5 田华;硅溶胶的制备及其铝改性的研究[D];武汉理工大学;2008年
6 童铭康;高折光高透光聚苯乙烯基杂化材料的制备和研究[D];上海交通大学;2011年
7 汤先文;纳米二氧化硅表面改性研究[D];武汉理工大学;2003年
8 屈海宁;高纯硅溶胶的制备研究[D];南昌大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 记者 张成军;年产1000吨多晶硅开发项目[N];昆明日报;2009年
2 河南省鄢陵县一高 罗趁丽;硅及其化合物特殊性“大盘点”[N];学知报;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978