Progresso nella sintesi del nero di carbonio bianco (Silicon Dioxide / SiO2)
Il nerofumo bianco è il nome generale di acido silicico amorfo in polvere bianca e prodotti a base di silicato, si riferisce principalmente a silice precipitata, silice in fase gassosa, gel di silice ultrafine e gel di silice, inclusi silicato di alluminio sintetico e silicato di calcio.
1. Uso di bianco carbone nero
Il nerofumo bianco è ampiamente utilizzato nella sintesi di gomma, olio sintetico, vernice, agente di luce, vernice isolante, componenti elettronici, agente tissotropico, precipitante di fosforo, riempitivo a piastra di stampa a colori, agente di rilascio di stampi di fusione e così via. Il nero di carbonio può essere utilizzato come materiale di riempimento in polietilene e altre materie plastiche. Può migliorare significativamente l'isolamento elettrico del cavo sul cavo. Come colla su carta, può aumentare la bianchezza e l'opacità della carta e migliorare le sue proprietà meccaniche e ornamentabilità. Nella produzione di prodotti chimici per l'agricoltura, il nero di carbonio bianco viene utilizzato come vettore o diluente diluito da aggiungere all'agricoltura. Grazie all'elevata capacità di assorbimento, alle facili sospensioni, alla buona affinità e alla stabilità chimica, può mantenere l'efficacia del prodotto.
2, processo di sintesi di bianco di carbonio nero
I principali metodi di produzione del nero di carbonio bianco sono la fase di precipitazione e gas e il nero di carbonio bianco nella fase gassosa è costituito da nanoparticelle colloidali bianche amorfe e semitrasparenti (dimensione delle particelle inferiore a 100 nm), ma il processo di preparazione è complesso e il prodotto è costoso, il metodo di precipitazione ha metodo tradizionale di precipitazione e metodo di precipitazione speciale, il primo si riferisce a acido solforico, acido cloridrico, CO: acqua. Il nero di carbonio bianco prodotto dal vetro viene utilizzato come materia prima di base. Quest'ultimo si riferisce al nero di carbonio bianco prodotto dai metodi speciali, come la tecnologia supergravità, il metodo sol gel, il metodo dei cristalli chimici, due metodi di cristallizzazione o il metodo della microemulsione inversa di micelle.
2.1 silice fumata
La Cina ha iniziato la produzione su piccola scala di silice fumata nel XX secolo degli anni '60. Solo 3 società hanno prodotto gas nero bianco carbonio prima del 2002, di cui due erano quattro cloruro di silicio, e l'altro è stato realizzato per la prima volta dal metil tre clorosilano, un sottoprodotto dell'organosilicio, per produrre gas nero nero di carbonio, comunemente noto come "nano silice black".
La deposizione chimica in fase vapore (CAV), nota anche come pirolisi, metodo a secco o metodo di combustione, è solitamente costituita da silossano, quattro cloruro di silicio, sei etil silossano, ossigeno (o aria) e idrogeno, che reagiscono ad alta temperatura.
L'aria e l'idrogeno vengono inviati a un idrolizzato sintetico dopo la pressione, la separazione, il raffreddamento, la disidratazione, l'essiccazione del gel di silice e la filtrazione delle polveri. Dopo che i quattro materiali di cloruro di silicio vengono inviati alla colonna di distillazione, l'evaporatore viene riscaldato ed evaporato, e l'aria essiccata e filtrata viene usata come vettore per l'idrolizzato sintetico e i quattro cloruro di silicio vengono vaporizzati ad alta temperatura. Quando la temperatura è 1000 - 1800 C, la fase gassosa viene idrolizzata con una certa quantità di idrogeno e ossigeno (o aria) ad una temperatura elevata di circa 1800 gradi C. Le particelle di silice in fase gassosa sono molto sottili e il gas forma aerosol , che non è facile da catturare, in modo che le particelle vengano raccolte prima nell'aggregatore e poi raccolte attraverso un separatore a ciclone e poi espulse. La fornace ad acido usa aria contenente ammoniaca per spurgare la silice fumata al valore pH di 4 - 6, che è prodotto finito.
2,2 di silice precipitata
Attualmente, il metodo di precipitazione è comunemente usato nell'industria e la sua via di processo è generalmente la seguente: a una certa temperatura, il vetro di acqua industriale viene preparato dalla reazione di quarzo (sabbia) e sodio idrossido per preparare una soluzione diluita, e quindi la silice viene precipitata in determinate condizioni e quindi pulita, filtrata, asciugata e frantumata per rendere il prodotto bianco carbone nero. Esistono molti metodi per la precipitazione e il metodo acido è il metodo principale in Cina.
2.2.1 metodo acido
Il metodo acido è la reazione del silicato solubile con acido solforico o altro acido. Quando la reazione raggiunge un determinato valore di pH, interrompe l'aggiunta di acido, l'invecchiamento, il filtraggio, il lavaggio e la rimozione di N% SO e il prodotto dopo l'asciugatura e la frantumazione.
Un diagramma schematico del processo di preparazione del nerofumo bianco con metodo acido
Il passaggio chiave nel processo acido è il processo di aggiunta dell'acido, che richiede l'elaborazione simultanea di diversi parametri. Dalle modifiche materiali nel processo di reazione si può osservare che le proprietà del prodotto sono correlate alle condizioni di controllo tecnologico. Il silicato solubile si trasforma dapprima in un acido silicico monomerico, una parte continua a produrre un fiocco sciolto (aggregazione) e l'altra produce colloide denso (azione gel).
2.2.2 carbonizzazione
La produzione di silice mediante carbonizzazione si basa sulla reazione di anidride carbonica e soluzione di silicato solubile per produrre SiO 2 solubile in acqua dopo filtrazione, essiccamento, frantumazione e confezionamento.
Un diagramma schematico del processo di carbonizzazione per preparare il nero di carbonio bianco
In questo processo, il tasso di conversione del silicato di sodio è basso e il dispositivo di filtrazione è generalmente necessario per recuperare il carbonato di sodio dai sottoprodotti per ridurre il costo. L'agente tensioattivo ha anche un effetto sulle prestazioni del bianco carbone nero. È meglio usare polietilenglicole (6ooo) come agente tensioattivo in nero carbone nero carbonizzato.
La nuova tecnologia di vaporizzazione a spruzzo è composta da gas misto e vetro acqua CO come materia prima, utilizzando la tecnologia avanzata e le attrezzature come la carbonizzazione a spruzzo, la filtropressa automatica, l'essiccazione flash rotante e altre tecnologie e attrezzature avanzate per rendere attivo (o trasparente grado) bianco carbonio nero. Questo processo ha un'ampia area di contatto, velocità di reazione rapida, bassi costi di produzione e costi di produzione continui. Le caratteristiche di produzione, bassa intensità di manodopera, buona qualità del prodotto, grande capacità visiva, buona tenuta all'aria, alta efficienza termica, ovvio risparmio energetico e risparmio energetico, beneficio ambientale e beneficio economico sono notevoli.
2.2.3 dissociazione minerale e altri nuovi processi
Il minerale non metallico come materia prima per la produzione di nerofumo bianco è diatomite, suolo proteico, serpentino, argilla, terreno umidificante, caolino, wollastonite, sabbia quarzifera, sepiolite, attapulgite, ceneri volanti, zirconi, ganga di carbone, minerali di fosforo giallo e così via. È stato riportato in letteratura che la produzione di nero di carbonio bianco da minerali non metallici mostra che è economicamente e tecnicamente fattibile e fornisce un nuovo modo per l'utilizzo delle risorse.
3. Conclusione
(1) la silice ha una vasta gamma di usi e prodotti diversi hanno usi diversi. È urgente adottare un modo più semplice ed economico per produrre e preparare il nero di carbonio bianco.
(2) è necessario effettuare ricerche sistematiche sulla preparazione della silice dai rifiuti industriali (come le scorie di fosforo giallo) e sviluppare una tecnologia e un processo economicamente fattibile.