纳米白炭黑的制备及性能表征

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1、分类号：TQl27．2UDC：661。6密级：编号：工学硕士学位论文纳米白炭黑的制备及性能表征硕士研究生：王利华指导教师：姜玉芝教授学科、专业：材料物理与化学沈阳理工大学2014年3月分类号：TQl27．2UDC：661．6密级：编号：工学硕士学位论文掣剃渊Y2554259纳米白炭黑的制备及性能表征硕士研究生：王利华指导教师：姜玉芝教授学位级别：工学硕士学科、专业：材料物理与化学所在单位：材料科学与工程学院论文提交日期：2013年12月20日论文答辩日期：2014年03月4日学位授予单位：沈阳理工大学ClassificationIndex：TQ127．2U．D．C：661．6AThesi

2、sfortheMasterDegreeofEngineeringPreparationandPerformancecharacterizationofthenanometerwhitecarbonblackCandidate：WangLi—huaSupervisor：Prof．JiangYu—zhiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialphysicsandchemistryDateofSubmission：December,20th，2013DateofExamination：March，4th，20

3、14University：ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。乍者(签字)：王示’I牟日期：p垆年岁月局日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家

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5、发展前途的无机功能材料之一，但因团聚而限制了应用领域。本文主要以硅灰石为原料，采用采用化学沉淀方法，以硫酸为溶剂，通过添加表面活性剂控制颗粒表面能，利用溶度积规则制备纳米白炭黑。采用单因素条件实验法，研究反应初始温度、反应体系pH值、初始料浆浓度、硫酸滴加速度、搅拌速度和活性剂种类及用量等因素对合成产物形貌、物相组成、表面基团及热稳定性等性能的影响。利用激光粒度仪检测分析合成产物的粒度；SEM、FT—IR分析方法对白炭黑的形貌和表面官能团进行测试分析；XRD、TG．DSC对合成产物物相、热稳定性进行检测。通过优化制备参数条件，获得纳米级自炭黑的最佳制备条件；同时开展了副产品硫酸钙晶须的回

6、收及其废水处理研究工作。实验研究得出纳米自炭黑最佳制备条件为：保持反应温度为85℃，pH值为8．0，反应时间30min，硫酸浓度0．34mol／kg，硫酸滴加速度0．01mol／min，硫酸／硅灰石摩尔比2：I，硅灰石初始料浆浓度4．0％，搅拌速度为700-900r／rain，活性剂种类为十二烷基苯磺酸钠(SBDS)，其用量为2％；最优条件下合成的产物为无定型纳米白炭黑，平均粒径5100m，分子式为Si02"0．5H20；表面能较低，分散性较好；纳米白炭黑在85℃～115℃、115℃～500℃和500～900℃各有一个吸热峰，分别为纳米白炭黑表面吸附水的分解、表面的相邻硅羟基逐渐缩合失水

7、和有机物分解后残留的碳被热解，Si02未发生晶体结构转变。表明白炭黑具有良好的热稳定性。本课题的研究成果对于优质硅灰石矿物的高效开发利用和纳米白炭黑的低成本制备具有一定的实际意义。关键词：硅灰石；沉淀法；添加剂；纳米白炭黑；制备AbstractHydratedsilicondioxidewiththenameofwhitecarbonblackhasthecharacteristicsofhighpurification，lowde