白炭黑的制备与应用现状
白炭黑表面改性及应用研究进展
白炭黑表面改性及应用研究进展白炭黑是水合SiO2，外观呈白色，一次粒径为20～40nm，属于纳米材料。
做为橡胶工业用增强填料，2005年世界沉淀法白炭黑消耗70万t，2010年可能会超过80万t。
白炭黑能大幅度提高胶料的物理机械性能，减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力受到广泛的关注[2]。
白炭黑具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小，比表面积大等)和独特的物理化学性能，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工诸多领域。
1.1 白炭黑的表面结构白炭黑是二氧化硅的无定形结构，系以Si原子为中心，O原子为顶点所形成的四面体不规则堆积而成的。
白炭黑表面存在三种羟基：一是孤立的自由羟基；二是连生的、彼此形成氢键的缔合羟基；三是双生的,即两个羟基连在一个Si原子上的羟基，孤立的和双生的羟基都没有形成氢键。
由于表面能较大，聚集体倾向于凝聚，产品的应用性能受到影响：如在橡胶硫化系统里不能与聚合物很好地相容和分散，在轮胎中大量使用需要同时加入硅烷偶联剂等等。
为了提高白炭黑与聚合物之间的相容性，提高炭黑粒子在胶料中的的分散能力，消除粒子表面电荷，需要对白炭黑进行表面改性，以改善其应用效果，提高产品的附加值，拓展产品的应用领域。
1.2 白炭黑表面改性方法白炭黑的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与白炭黑表面上的羟基发生反应，消除或减少表面硅醇基的量，接枝或包覆其他化学物质，使产品由亲水性变为疏水，以达到改变表面性质的目的[2]。
主要改性方法如下：（１）表面活性剂改性：采用钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐等覆盖在粒子表面，改变粒子的部分性能；（2）硅烷偶联改性：采用有机基团取代白炭黑的表面羟基，使其有机硅烷化。
（3）包覆改性：在粒子周围均匀地包覆一层其它物质的膜。
2.白炭黑改性研究现状2. 1表面活性剂改性国外白炭黑的表面改性研究起步于20世纪60~70年代，Thammathadanukul[3]等人比较了几种表面改性的沉淀SiO2对天然橡胶混合物的补强性能。
白炭黑概述及其生产工艺介绍
白炭黑概述及其生产工艺介绍白炭黑是一种高性能的碳黑产品，具有广泛应用前景。
它是通过高温石墨化石油焦的碳化反应生产而成，其生产工艺包括碳化、水洗、酸洗、热解等环节。
白炭黑的生产过程首先是石墨化石油焦的碳化环节。
石墨化是通过将石油焦经过高温处理，使其中的杂质物质大部分脱除，并形成具有定向结构的多孔炭体。
这个过程主要包括石油焦的预处理、石油焦颗粒的石墨化和石油焦的活化等步骤。
在碳化的基础上，白炭黑还需要进行水洗、酸洗和热解等环节。
水洗是为了除去碳中的杂质和残留的酸洗液，以净化材料。
酸洗是将碳经过浓硫酸浸泡，以去除铁、铝、碳酸钙等杂质。
热解则是将碳进行高温处理，使其脱除部分氢、氧、硫等杂质，并进行表面活化处理，提高白炭黑的性能。
在整个生产工艺中，需要注意的是工艺参数的控制和设备的选择。
例如，在石墨化环节中，需控制适宜的温度、时间和气氛环境，以确保石油焦颗粒获得良好的结构和活化度。
在酸洗环节中，需选择合适的酸洗液配方和浸泡时间，以保证杂质的彻底去除。
在热解环节中，需控制合适的升温速率和温度，以避免产生过多的气体和碎屑。
总的来说，白炭黑的生产工艺涉及碳化、水洗、酸洗和热解等环节。
通过精确控制工艺参数和选择合适的设备，可以获得颗粒尺寸均匀、表面活性高、结构稳定的白炭黑产品。
白炭黑的广泛应用将推动其生产工艺的持续改进和发展。
白炭黑是一种多孔性、细微颗粒的高性能碳黑产品，具有广泛的应用前景。
它具有高比表面积、良好的吸附性能、高度的化学稳定性和导电性等特点，因此在橡胶、塑料、油墨、涂料、化妆品等各个领域都有重要的用途。
白炭黑的制备主要依靠石墨化石油焦进行碳化反应，具体工艺流程包括碳化、水洗、酸洗和热解等环节。
首先是碳化环节，碳化是将石油焦颗粒进行高温处理，使其转变为具有定向结构和多孔性的炭体。
碳化的目的是通过高温条件下的热分解反应，将石油焦中的杂质物质脱除，并形成均匀的结构，提高炭体的活性和吸附性能。
石油焦的碳化过程包括三个关键的步骤：预处理、石墨化和活化。
我国白炭黑工业的现状与发展汇总
我国白炭黑工业的现状与发展白炭黑的成份是水合二氧化硅，英文名称为Silica(二氧化硅、无水硅酸)，是橡胶工业重要的补强原材料，因其微观结构和聚集体形态和炭黑类似，并在橡胶中有相近的补强性能，故被称为白炭黑。
工业生产的白炭黑主要有沉淀法白炭黑(PrecipitatedSilica)和气相法白炭黑(Pyrogenic Silica或FumedSilica)两类。
白炭黑表面存在有两种官能团：硅烷官能团和硅氧烷官能团，这两种官能团对白炭黑的物理性能和应用性能具有重要的影响，白炭黑的广泛应用都与此相关。
沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料主要用于鞋类、轮胎和其它浅色橡胶制品。
此外在农药、饲料等行业中用作载体或流动剂；在牙膏中用作摩擦剂；在涂料行业用作分散剂、抗沉降剂或消光剂等。
气相法白炭黑是硅橡胶的补强材料，也被用于涂料、油墨和塑料工业做分散剂、抗沉降剂或消光剂，还可在许多行业中做流动剂、吸附剂或载体等，但是由于价格昂贵，总的用量仅占沉淀法白炭黑的1/t0。
2005年和2006年世界白炭黑消费量分别为120万吨和145万吨。
其中沉淀法白炭黑消费比例见图1(略)。
鞋类，包括胶鞋和运动鞋是沉淀法白炭黑的最大用户，其消费比例在1980年曾达45%，由于轮胎行业用量增长很快，2002年已下降为40%，到2006年已下降到不足30%。
世界白炭黑的需求将以年平均4%-5%的速度增长，增长量主要来自于降低轮胎滚动阻力的新需求。
中国的沉淀法白炭黑工业，从1958年建立第一套生产装置开始，初期发展比较缓慢，近15年来，随着橡胶工业的快速发展而发展。
到2006年中国白炭黑生产能力已经达到75.6万吨，与此同时，其生产工艺技术、生产装备和产品质量水平都有很大提高。
一、中国的沉淀法白炭黑1.生产能力和产量截至2007年7月，中国沉淀法白炭黑的生产能力约为78.4万吨，实际产量约67.88万吨。
生产能力在1万吨(含1万吨)以上的企业32家，其总产能为70.5万吨；生产能力在5万吨以上的企业3家，分别是德固赛嘉联化工有限公司、株洲兴隆化工实业公司、无锡恒亨白炭黑有限公司。
2024年白炭黑市场分析现状
2024年白炭黑市场分析现状引言白炭黑（White Carbon Black）是一种无机非金属材料，属于吸附剂的一种。
其化学名称为二氧化硅（Silicon Dioxide），通常具有白色或灰白色的颗粒状形态。
白炭黑具有较高的比表面积和吸附能力，在多个工业领域中有广泛应用。
本文将对白炭黑市场的现状进行分析。
白炭黑市场规模白炭黑在各个行业中有广泛的应用，如橡胶制品、塑料制品、涂料、油墨、化妆品等。
据市场调研机构统计数据显示，白炭黑市场在过去几年中保持了稳定增长，预计未来几年仍将保持较高的增速。
白炭黑市场规模在全球范围内约为100亿美元。
市场驱动因素1.橡胶和塑料工业需求增长：白炭黑在橡胶和塑料工业中被广泛应用，随着全球橡胶和塑料制品需求的增长，白炭黑市场也得到了推动。
2.油墨和涂料行业的发展：油墨和涂料行业对白炭黑的需求量也在增长。
随着经济的发展和人们对印刷品和涂料质量的要求提高，白炭黑在这些行业的应用也逐渐扩大。
3.化妆品和个人护理行业的需求增加：化妆品和个人护理产品中的白炭黑用于调整和改善产品的质感和质量，随着人们对健康和美容的关注提高，这些行业对白炭黑的需求也在增加。
市场竞争格局白炭黑市场竞争激烈，目前主要的市场参与者包括信阳大化、桂林三友、河南宇通、郑州永坤等。
这些公司在产品品质、生产规模和销售网络方面具有一定的优势。
此外，一些国际知名企业也在全球范围内销售白炭黑产品，如德固赛、美特瑞、东平李氏等。
市场发展趋势1.产品性能的改进：随着技术的进步，白炭黑的品质和性能有了显著的提升。
未来，白炭黑的产品性能将继续改进，以满足不同行业的需求。
2.环保要求的增加：在环保意识不断提高的背景下，白炭黑产业也将受到更严格的环保要求。
企业需要在生产过程中加强环保措施，以符合相关法规和标准。
3.行业整合和资源整合：行业内的竞争加剧将推动企业进行整合和资源整合，以提高市场竞争力和抵抗风险。
市场风险和挑战1.原材料价格波动：白炭黑的生产需要消耗大量的二氧化硅原材料，原材料价格的波动会对生产成本和市场定价产生影响。
气相法白炭黑生产工艺
气相法白炭黑生产工艺气相法白炭黑生产工艺白炭黑是一种重要的工业材料，在许多行业中有着广泛的应用。
由于其独特的物理和化学性质，白炭黑可以用于制造轮胎、橡胶制品、涂料、油墨、塑料等产品。
目前，白炭黑的生产主要采用了化学法、热裂解法和气相法等多种不同的工艺。
在这些方法中，气相法是一种较为先进的生产工艺，它能够使白炭黑的生产效率大幅度提高。
一、气相法白炭黑的生产原理气相法白炭黑生产原理是以液化木材、石油和天然气等为原料，通过爆炸氧化还原反应产生高温和高压，然后将反应得到的一氧化碳和热分解出的碳黑进行快速混合，形成白炭黑的过程。
这种工艺可以分为四个阶段：预热阶段、还原阶段、氧化阶段和混合阶段。
预热阶段：将选定的原料加热到高温，并且将其转化为液态状态。
在这个过程中，一些反应会发生，这些反应会产生能够促进气相反应的物质。
还原阶段：在这个阶段，按照一定的进料速度，将经过预热处理的液态原料加入还原反应炉中。
在还原炉内，液态原料在高温条件下与空气进行反应，这个反应会将原料分解成一氧化碳和二氧化碳。
氧化阶段：在还原阶段，一氧化碳和二氧化碳会混合在一起，进入氧化炉进行氧化反应。
在氧化炉中，一氧化碳会被氧气氧化成为CO2，这个反应会放出产生高温的能量，这些能量可以用来维持炉内温度。
混合阶段：最后，在氧化炉中，CO2会与碳黑进行混合。
当CO2分子与碳黑分子相互碰撞时，会产生分解反应，并产生白炭黑。
二、气相法白炭黑的优点气相法白炭黑生产工艺具有以下优点：1. 生产效率高：在气相法白炭黑生产工艺中，所有的反应都是在高温、高压环境下进行的。
这些条件会促进反应的进行，使得生产效率大大提高。
2. 产品质量高：在工艺过程中可以严格控制原料的含量和温度等参数，能够获得更好的产品质量。
3. 生产成本低：气相法白炭黑的生产过程相对于传统的生产方法更加简单，而且能有效利用原料。
因此，生产成本相对较低。
4. 环保：气相法白炭黑生产工艺中，大量的废气会被吸收再利用，废料也可以被妥善处理，减少了对环境的污染。
白炭黑的用途及作用是什么
白炭黑的用途及作用是什么白炭黑，即气相法产生的非晶无定形碳黑，在工业生产中被广泛使用。
它具有多种特性和用途，被广泛应用于化工、橡胶、油墨、涂料等领域。
本文将详细介绍白炭黑的用途及作用。
一、化学工业在化学工业中，白炭黑被用作染料和颜料的添加剂，可以调节颜色的深浅、鲜艳度和透明度。
其细粒度和高比表面积使得白炭黑能够有效地增加染料和颜料的分散性，提高着色力和遮盖力。
此外，白炭黑还可以用作催化剂的载体，在有机合成和化学反应中具有重要作用。
由于其高比表面积和活性表面官能团，白炭黑能够提供更多的反应活性位点，促进反应速率和选择性，提高化学反应的效率。
二、橡胶工业在橡胶工业中，白炭黑是一种常见的填充剂。
与传统的炭黑填料相比，白炭黑具有更小的粒径和更大的比表面积，能够提高橡胶的机械性能和加工性能。
它可以增加橡胶的硬度、强度和耐磨性，同时还能减少橡胶制品的粘度，提高流动性，便于加工成型。
此外，白炭黑还能够改善橡胶制品的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率和耐热性。
它能够有效地阻止橡胶老化和氧化，延长橡胶制品的使用寿命。
三、油墨工业白炭黑在油墨工业中是一种重要的填料和增粘剂。
由于其高比表面积和多孔性结构，白炭黑能够增加油墨的粘度和流动性，提高油墨的乳化稳定性和印刷质量。
同时，白炭黑还能够增加油墨的遮盖力和亮度，改善印品的色彩效果和质感。
它可以作为白色油墨的主要成分，用于印刷高要求的文字、图案和图像。
四、涂料工业在涂料工业中，白炭黑广泛应用于各类涂料中，如水性涂料、溶剂型涂料和粉末涂料等。
它可以起到增白剂、消光剂和填料的作用，使涂料具有更好的遮盖力、附着力和光泽度。
白炭黑还可以提供涂料的防腐性能和耐候性，使涂层具有更好的耐久性和抗老化性。
同时，白炭黑还具有一定的增稠效果，可以减少涂料的流动性，提高涂料的垂流性和涂覆性。
五、其他领域除了以上几个领域，白炭黑在其他许多领域也具有广泛的应用。
例如，白炭黑可以用作防腐剂和抗氧化剂，用于食品、医药、化妆品等领域，保护产品的质量和延长使用寿命。
白炭黑的生产工艺及其应用
白炭黑旳生产工艺及其应用何李军工艺2023（卓越）摘要：白炭黑属于硅系白色补强型粉体材料，是合成水合硅酸和硅酸盐旳总称，包括沉淀SiO2、气相SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3等。
由于它们具有与炭黑媲美旳性能和外观上为白色旳特性，故统称为白炭黑。
不过一般讲旳白炭黑大多是指SiO2而言。
白炭黑经典旳制造措施分3类：气相法、沉淀法和离解法。
工业上旳制备措施都是这3种措施旳组合或改良。
由于生产措施不一样，其性能和用途也有所不一样。
本文就白炭黑旳不一样生产工艺其应用展开论述。
关键词：白炭黑生产工艺应用沉淀法气相法离解法Production processes and application of silica whiteLijun HeAbstract:Silica white is white reinforced silicon powder materials, It is the collectively of Silicate Hydrate of synthesis and silicates.including precipitation of SiO2,gas phase SiO2、Ca·SiO3、Mg·SiO3、Al2(SiO3)3 and so on.But generally speaking mostly refers SiO2 silica white terms.The classic method of manufacturing a silica white three categories: vapor phase method, a precipitation method and from the solution. Industrial preparation methods are a combination of these three methods or improved. As production methods, the properties and usesare different. In this paper, silica white different production processes of its application to start on. Key word:silica white Production processes application vapor phase method precipitation method pyrolysis method前言白炭黑即水合二氧化硅是微细粉末状或超细粒子状旳二氧化硅，高纯者SiO2达99.8％，质轻，原始粒径<0.0003mm，比重2.319—2.653，熔点1750℃。
白炭黑生产工艺及应用
氢合金，研究了制备工艺参数对微观结构的影响以及对氢－镍二次电池电化学性能的影响。
还在研究氢－镍电池用高效纳米添加剂。
几种硅微粉产品简介及市场应用结晶硅微粉是利用高品位的天然石英，通过独特的无铁研磨工艺生产加工而成，其色白、质纯。
因其工艺成熟而具有稳定的物理、化学特性及合理、可控的粒度分布。
结晶硅微粉可分为高纯度结晶硅微粉、电子级结晶硅微粉及一般填料级结晶硅微粉。
结晶硅微粉使用范围十分广泛，如光学玻璃、电子封装、电气绝缘、油漆涂料、硅橡胶等行业。
熔融硅微粉是选用优质的天然石英，通过独特处理工艺加工而形成的粉末，通过高温处理，其分子结构排列由有序排列转为无序排列。
其色白，纯度较高并具有以下特性：极低的线膨胀系数；良好的电磁辐射性；耐化学腐蚀等稳定的化学特性；合理有序、可控的粒度分布。
熔融硅微粉使用范围十分广泛，如电子封装、熔模铸造、高档电气绝缘、油漆涂料、硅橡胶等行业。
方石英硅微粉是选用优质天然石英，运用独特工艺特殊处理加工而成的粉末。
经过高温煅烧后获得的高纯度硅石，通过快速冷却，可以稳定改变后的晶体结构，由于其稳定的化学性质，合理有序、可控的粒度分布。
而被广泛的应用于化工、涂料、精密铸造等行业。
通过其独特的工艺，采用硅烷等材料对硅微粉颗粒表面进行改性处理，增强了硅微粉的憎水性能，提高了混合料及填充系统的机械、电子和化学特性。
对硅微粉颗粒表面处理主要是提高填充系统的性能，在众多聚合物－填料混合物中，只有有效地将无机材料与聚合物结合在一起，才能提高系统的全部性能。
白炭黑生产工艺及应用白炭黑即水合二氧化硅，是微细粉末状或超细粒子状的二氧化硅，高纯度者ＳｉＯ２含量达９９．８％，质轻，原始粒径＜０．０００３ｍｍ，比重２．３１９～２．６５３，熔点１７５０℃。
白炭黑经典的制造方法分３类：气相法、沉淀法和离解法。
工业上的制备方法都是这３种方法的组合或改良。
１ 气相法１．１气相法白炭黑的生产：气相法白炭黑是硅的氯化物四氯化硅或三氯一甲基硅烷在空气和氢气混合气流中经高温水解生成的一种无定型粉末，往往是球形颗粒，表面带有羟基和吸附水，粒径在７～４０ｎｍ之间，比表面积大，化学纯度高，ＳｉＯ２＞９９．８％。
稻壳生产白炭黑的方法
稻壳生产白炭黑的方法1.引言1.1 概述概述稻壳是稻谷在去壳之后得到的副产品，其主要成分为纤维素、半纤维素和木质素等有机物质。
传统上，稻壳通常被视为废弃物和环境污染源，常见的处理方式是直接焚烧或堆填。
然而，随着对可持续发展和资源利用的追求，越来越多的研究发现，稻壳具有广泛的应用潜力。
白炭黑是一种重要的工业原料，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、染料等领域。
目前，白炭黑的生产主要依赖于石油和天然气等化石能源，但这种方式存在能源消耗高、环境污染严重等问题。
稻壳作为一种可再生资源，其利用可以有效解决白炭黑生产过程中的能源和环境问题。
本文将介绍一种利用稻壳来生产白炭黑的方法。
通过对稻壳的处理和炭化过程，可以获得高质量的白炭黑产品。
这种方法不仅能够实现对稻壳的有效利用，还可以减少对化石能源的依赖，降低环境污染。
因此，本文的研究对于推动可持续发展和资源循环利用具有重要意义。
在接下来的章节中，我们将首先介绍稻壳的来源和特性，包括其化学成分和物理性质。
然后，我们将详细阐述稻壳生产白炭黑的制备方法，包括炭化工艺和后处理工艺等。
最后，我们将对稻壳生产白炭黑的可行性进行评估，并展望未来的发展方向。
通过本文的研究，我们希望能够为稻壳的有效利用和白炭黑的生产提供一种新的思路和方法，为环境保护和资源循环利用作出贡献。
同时，我们也希望能够引起更多人对于可持续发展和资源利用的关注和重视。
1.2 文章结构文章结构是指文章的整体组织框架和内容安排。
本文主要包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对稻壳生产白炭黑的方法进行概述，并介绍本文的结构和目的。
首先，我们将简要说明稻壳生产白炭黑的背景和意义，以引起读者的兴趣。
接着，介绍本文的结构，即对各个章节的内容进行简要概括，方便读者理解整篇文章的脉络。
最后，明确本文的目的，即介绍稻壳生产白炭黑的方法，探讨其可行性，并展望未来发展方向。
正文部分是本文的核心部分，包括稻壳的来源和特性以及白炭黑的制备方法两个主要内容。
氟硅酸制无水氢氟酸联产白炭黑生产工艺_概述说明以及解释
氟硅酸制无水氢氟酸联产白炭黑生产工艺概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在对氟硅酸制无水氢氟酸联产白炭黑生产工艺进行详细探讨与分析。
氟硅酸与无水氢氟酸是一种重要的化学物质，在工业生产中有着广泛的应用。
而生产白炭黑是另一个重要领域，白炭黑具有多样的种类和特点，在诸多领域都有广泛的应用前景。
通过基于氟硅酸联产无水氢氟酸来生产白炭黑，不仅可以提高生产效率，还可以实现资源共享和能源利用的最大化。
1.2 文章结构本篇文章将按照以下结构展开内容:- 引言：对整个文章进行概述和说明；- 氟硅酸和无水氢氟酸：解释这两种化学物质的定义和性质；- 白炭黑的制备方法与应用：介绍目前已有的白炭黑生产方法，并进行比较分析，并引入基于氟硅酸联产无水氢氟酸的工艺；- 氟硅酸制无水氢氟酸的工艺流程与关键步骤：解释氟硅酸制无水氢氟酸的反应原理及机理解释，并描述工艺流程和主要步骤，讨论反应条件与参数优化控制策略；- 白炭黑生产工艺概述与解释：详细说明原料准备与处理过程，白炭黑制备反应过程及控制策略分析，以及产品分离、干燥和质量检测等关键环节；- 结论：总结实验结果与数据分析，总结工艺优点与难点，并评估该工艺的可行性与发展前景。
1.3 目的本篇文章旨在全面介绍氟硅酸制无水氢氟酸联产白炭黑的生产工艺，深入剖析其工艺原理和关键步骤。
通过对现有白炭黑生产方法的比较和基于氟硅酸联产无水氢氟酸的新工艺介绍，旨在提高生产效率、资源利用效率以及产品质量，并进一步评估该工艺的可行性和未来发展前景。
本文将为相关领域的科学家、工程师和企业家提供有关氟硅酸、无水氢氟酸和白炭黑生产的基础知识，同时为进一步改善工艺提供新思路和理论依据。
2. 氟硅酸和无水氢氟酸2.1 氟硅酸的定义和性质氟硅酸是一种无机化合物，化学式为H2SiF6。
它由六氟硅酸根离子（SiF6^-2）和两个氢离子（H+）组成。
氟硅酸是一种强酸，可溶于水，并能与水中的铁离子生成可溶性配合物。
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酸浸Ａ１主２０要３·反２应Ｓｉ式０２为＋６：Ｈ＋＋Ｈ２０卅Ａ１３＋＋２Ｈ４Ｓｉ０４
所得白炭黑符合ＨＧｌ—１２５—６４标准，白度 ８６．８％一９２．４％，表观密度为０．２６ ｇ／ｍＬ，比表面积 为２８４ ｍ２／ｇ。同时制得可用于高效净水剂的聚合 氯化铝或硫酸铝、活性氧化铝。 １．３．２利用蛇纹石制取白炭黑口１
将硅酸钠和盐酸作用制造晶种，再将晶种、硅酸 钠、盐酸一起加入反应锅内反应、熟化。
该方法制备高活性白炭黑，关键在于防止硅酸 聚集成硅凝胶。为此在硅溶胶的制备过程中，应严 格控制ｐＨ，尽量选取接近凝胶点的ｐＨ为最佳控制 值；其次在沉淀反应过程中，选择ｐＨ ６．０—８．０、反 应温度５０—８０℃比较理想。必要时加入适量 ＮａＣｌ，以使ＳｉＯ：粒子聚集成二次粒子沉淀下来，并加 入适量表面活性剂，改善产品的吸油值和色泽亮度。 １．３非金属矿法 １．３．１利用埃洛石粘土制备白炭黑…
万方数据
１０
无机盐工业
第４０卷第１期
２白炭黑的应用
２．１在橡胶工业中的应用 白炭黑用作补强剂，用量最大的是橡胶领域，其
用量占总量的７０％。白炭黑能大幅提高胶料的物 理性能，减少胶料滞后，降低轮胎的滚动阻力，同时 不损失其抗湿滑性。在橡胶工业中，炭黑是很有效 的补强剂，其最大的缺点是不能用于制备彩色制品。 超细白炭黑作为补强填料，用于生产绿色轮胎，可代 替炭黑用于胎侧，能显著增加胎侧的撕裂强度和耐 裂口增长性能，而对硫化时间无明显影响，耐臭氧老 化依赖于抗氧化剂和白炭黑用量。在轮胎的胎面胶 中添加白炭黑可以提高胎面的抗切割、抗撕裂性能， 减少蹦花掉块。白炭黑填充的胶料与普通炭黑填充 的胶料比较，滚动阻力可降低３０％。 ２．２在涂料行业中的应用
短，能耗较低，降低了生产成本。化学反应式为：
ｍＳｉ０２·ｎＨ２０＋２ＮａＯＨ＿Ｎａ２０·ｍＳｉ０２＋（ｎ＋１）Ｈ２０
制备的水玻璃用稀硫酸进行沉析，沉淀为含水 二氧化硅。反应方程式为：
Ｎａ２０·ｍＳｉ０２＋Ｈ２Ｓ０４＿ｍＳｉ０２·Ｈ２０＋Ｎａ２Ｓ０４
沉淀物经陈化、过滤、洗涤、干燥后即得白炭黑。 １．３．４利用硅灰石制取白炭黑一１
关键词：超细白炭黑；制备方法；研究现状；应用 中图分类号：ＴＱｌ２７．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４９９０（２００８）０１—０００８—０３
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｃｔｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ
Ｌｉ Ｓｕｙｉｎｇ，Ｑｉａｎ Ｈａｉｙａｎ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＭａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｒｔｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ矿Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１０００９。Ｃｈｉｎａ）
ｎｅｅｄｅｄ ｔｏ ｂｅ ｉｍｐｏｒｔｅｄ。Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ－ｉｔ ｉｓ ｑｕｉｔｅ ｕｒｇｅｎｔ ｔｏ ｓｔｍ＇ｔ ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｑｕａｌｉｔｙ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ．１．１ｌｅ ｓｔｍｃｔｕｒｅ ａｎｄ
ｆｏｒｍ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ鹪ｗｅｌｌ嬲ｉｔｓ ｖａｒｉｏｕｓ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ－ｓｕｃｈ鹪ｇａＳ ｐｈａｓｅ ｍｅｔｈｏｄ，ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ，ｎｏｎ —ｍｅｔａｌｌｉｃ ｏｒｅ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ（ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｂｙ—ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ豳ｔｈｅ
低。硅酸钠溶液的浓度会严重影响产品的分散性和 结构。提高酸化的温度（在９５—９７℃下熟化３０ ｍｉｎ 比较理想）会促进硅酸的凝聚，加速硅酸的脱水缩
万方数据
２００８年１月
李素英等：白炭黑的制备与应用现状
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合，从而促进粒子的形成，有利于白炭黑质量的提 高。但是温度过高也会由于很快沉淀而形成粗大粒 子，降低白炭黑的质量。 １．２．２盐酸沉淀法
Ａｂｓｔｒａｃｔ：’１１ｌｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｃｔｕａｌｉｔｙ ｏｆ ｓｕｐｅｒｆｉｎｅ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ ｂｏｔｈ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ ＷａＳ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｉｔ ＷａＳ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｒａｐｉｄｌｙ ｉｎ ｔｈｅｓｅ ｙｅａｒｓ，ｂｕｔ ｓｏｍｅ ｔｏｐ ｇｒｅａｔ ｓｐｅｃｉａｌ ｌｌａｎｏ—ｓｉｚｅｄ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ ｓｔｉｌｌ
无定形白炭黑折射指数为１．４６，与涂料工业中 使用的大部分树脂的折射指数相近。因此，无定形 白炭黑用于清漆中具有良好的光学性能，成为高档 涂料消光剂的首选。含有白炭黑消光剂的漆膜，消
光剂 粒子均匀地分布于涂膜中，当入射光到达凹凸
不平的漆膜表面时，发生漫反射，即发生散射产生低 光泽的亚光和消光外观０７｜。对于给定粒径的白炭 黑消光剂来说，其消光效率随着孔体积的增大而提 高。白炭黑的平均粒径及其粒径分布对涂料光泽度 起到重要作用。当涂料和涂膜厚度给定时，在消光 剂粒径与涂料干膜厚度相对应时，消光效果最好。 粒径分布的范围越窄其消光效率越高。白炭黑可以 用有机涂覆物（主要是高分子蜡）进行表面处理得 到容易分散的消光剂，并能改进涂膜的抗划伤性，防 止涂料在贮存过程中出现硬沉淀。采用高孔隙率、 最佳粒径分布以及表面处理适宜的白炭黑消光剂可 以得到最佳的消光效果。目前国外二氧化硅消光剂 的发展方向主要是大孔容、易分散及高透明性、低粉 尘及表面处理¨Ｊ。 ２．３在牙膏中的应用
Ｎａ２０·ｍＳｉ０２＋Ｈ２Ｓ０４＋ｎＨ２０一Ｎａ２Ｓ０４＋ｍＳｉ０２·（ｎ＋１）Ｈ２０
沉淀条件如酸度、温度、时间等因素对产品的性质影 响很大。质量不好的硅酸钠溶液中往往含有复杂的 硅酸聚合体，在酸化过程中这些聚合体会迅速扩大，
形成硅酸凝块，一些机械杂质如Ｆｅ３＋，Ａ１３＋，Ｃａ２＋等 电解质的存在会促进凝块的形成，影响产品的质量。 特别是铁含量高会致使白炭黑产品带红色，透明度
反应式为：
ＳｉＣｌ４＋（ｎ＋２）Ｈ２＋（ｎ／２＋１）０２一Ｓｉ０２·ｎＨ２０＋４ＨＣＩ
此法得到的产品纯度高，分散度好，粒子细而呈 球形，表面羟基少，因而具有优异的补强性能。但工 艺复杂、对设备要求高、能耗大、生产成本高。
１．２沉淀法 １．２．１硫酸沉淀法
该方法是基于酸与硅酸钠发生凝胶化反应的原 理。反应经过两个步骤完成：缩合成溶胶，溶胶再转 化成水凝胶。反应式为：
埃洛石粘土中ＳｉＯ：质量分数为４６．１５％，自然 白度为７５％一８５％。主要工艺是先将埃洛石粘土 粉碎至７５—２５０ ｐ．ｍ，然后焙烧（７００℃，３ｈ），再将焙 烧土与质量分数３０％工业盐酸或硫酸按一定质量 比配 料，在一定温度、时间条件下酸浸，经中和、过 滤、洗涤、干燥、分选得到白炭黑。
焙烧反应式为：
高纯ＳｉＯ：是精细陶瓷、光导纤维和太阳能电池 等工业的基本原料。例如多孔高纯的ＳｉＯ：可以作 为某些发光材料的载体，也可作为制备高纯硅溶胶 的原料。随着现代电子工业的发展对高纯ＳｉＯ：的 需求将日益增加。为了寻找廉价的生产途径，人们 用稻壳作原料提取高纯ＳｉＯ：。稻壳是一种含硅量 丰富的天然材料，其ＳｉＯ：的质量分数一般在１８％～ ２２．１％，其余为有机物和微量金属元素。因此，在高 温高压强氧化性的酸性介质中可将有机物分解，并 且将微量的金属元素变成可溶性离子而去除。
ｍＳｉ０２＋２ＮａＯＨ＿Ｎａ２０·ｍＳｉ０２＋Ｈ２０
Ｎａ２０·ｍＳｉ０２＋２ＨＣＩ——＿＋ｍＳｉ０２＋２ＮａＣＩ＋Ｈ２０
１．３．３利用蛋白土和硅藻土制取白炭黑ｐ１ 蛋白土和硅藻土都是无定形的硅质矿物，主要
化学成分是Ｓｉ：·ｎＨ：０。可以充分利用此特性生产 水玻璃，进而制得白炭黑。该工艺的特点是水玻璃 生产可在常压下进行，不需压力容器，反应时间较
ｓｉ（ｏｒＩ），（ＣＨ３ＣＨ２０Ｈ）（４－。）（菇≤３），随着ＯＨ一相对 比例的减小，中间体聚合脱除水和乙醇的速度减慢， 由于ＣＨ３ＣＨ２０Ｈ一的体积远比ＯＨ一大，吸附在二氧 化硅粒子表面的ＣＨ，ＣＨ：ＯＨ一阻止了二氧化硅粒子 的增长，可以制得纳米级二氧化硅。 １．４．２ 由稻壳提取高纯ＳｉＯ：坤。
ｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ）ｅｔｃ．ｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎ ｄｅｔａｉｌｉｎｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．％ｅ印ｐｌｉｃａｆｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃａｗｈｉｔｅｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓ ｏｆ ｒｕｂｂｅｒ－ｐａｉｎｔ－ｔｏｏｔｈ－
ｐａｓｔｅ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＷａＳ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｌｙ．Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ－ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ ＷａＳ ｐｒｅｄｉｃ— ｔｅｄ ａｎｄ ｉｔ ＷａＳ ａｌｓｏ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｂｙ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎｉｎｇ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄａ－ ｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｉｌｉｃａ ｗｈｉｔｅ－ａｍｅｌｉｏｒａｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｐｒｏｄｕｃｔ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｓｅｒｉｅｓ ｐｒｏｄ－
蛇纹石含Ｍｇｏ质量分数３９．５％，含ＳｉＯ：质量分 数４０．４％，是一种很有利用价值的含镁矿物资源。 主要工艺过程是：蛇纹石矿粉用无机酸浸出镁，浸渣 主要是多孔二氧化硅及少量未反应的矿物；浸渣在 常压１００℃下，采用烧碱溶液可将其中二氧化硅溶 出，形成硅酸钠溶液；再用酸与硅酸钠溶液反应制取 白炭黑。反应方程式为：
利用磷肥厂副产四氟化硅生产纳米白炭黑∞１。 这种方法制备的白炭黑的某些性能指标已经接近气 相法白炭黑。此方法的制备工艺是将四氟化硅气体 通入不同浓度的乙醇与水的混合溶液中，陈化 ４—５ ｈ，过滤，洗涤至滤液ｐＨ在６—７，将滤饼 置于烘箱中，在１５０ ｏｃ烘干２４ ｈ，得到产品。混 合溶剂中乙醇和水的物质的量比等于或高于１：３ 时，四氟化硅气体通入其中后，主要生成