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                        天津超細粉的表面包覆改性簡述

                        來源:云更新 時間:2021-06-01 14:34:54 瀏覽次數:

                        超輕微粉不僅是一種功能資料,而且為新的功能資料的復合與開發樹破了堅實的基本,在公民經濟與國防各范疇有著重要的作用跟意思。超輕微粉粒子較為實用的優良特點重要是名義效應跟體積效應,隨著顆粒尺寸減小,面積與......

                        天津超細粉不僅是一種功能資料,而且為新的功能資料的復合與開發樹破了堅實的基本,在公民經濟與國防各范疇有著重要的作用跟意思。超輕微粉粒子較為實用的優良特點重要是名義效應跟體積效應,隨著顆粒尺寸減小,面積與體積的比例隨之增大。因為超細粒子的比名義積很大,很輕易產生團聚景象,所以對超輕微粉名義進行處理,使其處于疏散狀況,充分施展其優良特點很有必要。近年來,天津超細粉名義改性技巧始終為人們所關注。名義包覆改性只是名義改性技巧中重要的一種。超輕微粉的名義包覆是依據須要利用物理或化學方法對顆粒名義進行處理,利用無機物或有機物對顆粒名義進行包覆,在其名義引入一層包覆層,這樣包覆改性后的超輕微粉可能看成是由“核層”跟“殼層”組成的復合超輕微粉。通過在超輕微粉名義涂敷一層組分不同的籠罩層,可能轉變其光、磁、電、催化、親水、疏水以及燒結特點,進步其抗腐化性、長久性、利用壽命以及熱、機械跟化學牢固性等。



                        1. 天津超細粉名義包覆改性的機理及基本準則

                        1.1 天津超細粉名義包覆改性機理

                        由無機超輕微粉名義包覆形成的新粉末是一種核-殼結構的復合粉末。包覆機理重要有如下多少種觀點:

                        (1)庫侖靜電引力彼此吸引機理。這種觀點認為,包覆劑帶有與基體名義相反的電荷,靠庫侖引力使包覆劑顆粒吸附到被包覆顆粒名義。

                        (2)化學鍵機理。這種觀點認為,通過化學反應使基體跟包覆物之間形成堅固的化學鍵,從而生成均勻致密的包覆層。包覆層與基體結合堅固,不易脫落,但須要基體名義具備一定的官能團。

                        (3)過飽跟度機理。這種機理從結晶學角度出發,認為在某一pH值下,有異相物質存在時,如溶液超過它的過飽跟度就會有大量的晶核破即生成,沉積到異相顆粒名義形成包覆層,此時晶體析出的濃度低于溶液中無異相物質時的濃度。這是因為在非均相體系的晶體成核與成長進程中,新相在已有的固相上成核或成長,體系名義自由能的增加量小于自身成核(均相成核)體系名義自由能的增加量,所以分子在異相界面的成核與成長優先于體系中的均相成核。


                        1.2 超輕微粉名義包覆改性基本準則

                        在復合資料的設計中重要的技巧問題就是資料的界面結合。復合超輕微粉的機能取決于包覆層與中心及其界面結合狀況。要想得到精良的界面結合,就必須考慮以下多少方面的因素:

                        (1)滿意相間熱力學的共容性;

                        (2)滿意相間熱力學的共存性;

                        (3)包覆層與中心間有較好的潤濕性。


                        2. 超輕微粉名義包覆改性的方法

                        超輕微粉名義包覆改性的方法可能分為固相包覆法、液相包覆法跟氣相包覆法等。


                        2.1 固相包覆法

                        固相包覆法是指由固相原料制得納米包覆超輕微粉,按其制備工藝特點可分為機械混淆法跟固相反應法。


                        (1)機械混淆法

                        機械混淆法利用擠壓、沖擊、剪切、摩擦等機械力將改性劑均勻散布在超輕微粉顆粒名義面,使各種組分彼此浸透跟擴散,形成包覆。


                        圖2 行星球磨機及其原理圖


                        該方法的優點是處理時光短,反應進程輕易把持,可連續批量生產,較有利于實現各種樹脂、石蠟類物質以及流動性改性劑對超輕微粉顆粒的包覆。但此法僅用于微米級超輕微粉的包覆,且請求超輕微粉存在單一疏散性。


                        (2)固相反應法

                        固相反應法是把多少種金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混淆、研磨,再進行煅燒,經固相反應直接得到超細包覆粉。


                        2.2 液相包覆法

                        液相包覆法是化學法,利用濕環境中的化學反應形成改性增加劑,對顆粒進行名義包覆。與其余方法比較,該法易于形成核殼結構。常用的液相包覆方法有水熱法、溶膠?凝膠法、積淀法、微乳液法、化學鍍法等。


                        (1)水熱法

                        水熱法是在高溫高壓的密閉體系中以水為媒介,得到常壓前提下無奈得到的特別的物理化學環境,使反應前驅體得到充分的溶解,并達到一定的過飽跟度,從而形成成長基元,進而成核、結晶制得復合超輕微粉。


                        圖3 水熱反應釜


                        水熱法的優勝性有:合成的核?殼型納米超輕微粉純度高,粒度散布窄,晶粒組分跟狀況可控,晶粒發育完全,團聚水平輕,制得的產品殼層致密均勻,制備的納米超輕微粉不須要后期的晶化熱處理。


                        (2)溶膠?凝膠法

                        采取溶膠?凝膠法包覆的工藝進程是:首先將改性劑前驅體溶于水(或有機溶劑)形成均勻溶液,溶質與溶劑經水解或醇解反應得到改性劑(或其前驅體)溶膠;再將經過預處理的被包覆顆粒與溶膠均勻混淆,使顆粒均勻疏散于溶膠中,溶膠經處理轉變為凝膠,在高溫下煅燒得到名義面包覆有改性劑的超輕微粉,從而實現超輕微粉的名義改性。



                        圖4 溶膠-凝膠法流程及凝膠什物圖


                        溶膠?凝膠法制備的包覆復合粒子存在純度高、化學均勻性好、顆粒渺小、粒徑散布窄等優點,且該技巧操作輕易、設備簡單,能在較低溫度下制備各種功能資料,在磁性復合資料、發收復合資料、催化復合資料跟傳感器制備等方面獲得了較好的利用。


                        (3)積淀法

                        積淀法是向含有超輕微粉顆粒的溶液中加入積淀劑,或者加入可能引發反應體系中積淀劑生成的物質,使改性離子產生積淀反應,在顆粒名義析出,從而對顆粒進行包覆。

                        積淀反應包覆往往是在納米粒子名義包覆無機氧化物,可能便捷地把持體系中的金屬離子濃度以及積淀劑的開釋速度跟劑量,特別適合對微納米超輕微粉進行無機改性劑包覆。


                        2.3 氣相包覆法

                        氣相包覆法包含化學氣相沉積法跟物理氣相沉積法,均是利用過飽跟體系中的改性劑在顆粒名義聚集而形成對超輕微粉顆粒的包覆。其中化學氣相沉積法的利用較廣。


                        化學氣相沉積即在相稱高的溫度下,混淆氣體與基體的名義彼此作用,使混淆氣體中的某些成分分解,并在基體上形成一種金屬或化合物的包覆層。


                        圖5 化學氣相沉積設備及原理圖


                        化學氣相沉積個別包含3個步驟:產生揮發性物質;將揮發性物質輸送到積淀區;與基體產生化學反應生成固態產物。


                        2.4 其余方法

                        除傳統的固、液、氣相法以外,還有其余一些奇特的方法,例如利用較普遍的噴霧熱分解法跟高能量法等。


                        利用紅外線、紫外線、γ射線、電暈放電、等離子體等對納米顆粒進行包覆的方法,統稱高能量法。高能量法經常是利用一些存在活性官能團的物質在高能粒子作用下實當初納米顆粒的名義包覆。


                        噴霧熱解工藝的原理是將含有所需正離子的多少種鹽類的混淆溶液噴成霧狀,送入加熱至設定溫度的反應室內,通過反應,生成微細的復合粉末顆粒。在該工藝中,從原料到產品粉末,包含配溶液、噴霧、反應跟收集等4個基本環節。


                        圖6 真空霧化設備示用意及什物圖


                        3. 超輕微粉名義包覆改性的利用

                        超輕微粉的名義包覆改性可能轉變超輕微粉的潤濕跟附著特點,改良超輕微粉在基體中的疏散行動,進步其催化機能,改良超輕微粉與基體的界面結合能等。


                        超輕微粉名義包覆改性的重要利用范疇包含:納米制造、納米排列、自組裝、納米傳感器、生物探針、藥物輸送、涂料、光催化劑等。


                        參考文獻

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                        [2] 劉波, 莊志強, 劉勇,等. 超輕微粉的名義潤飾與名義包覆方法的研究[J]. 中國陶瓷產業, 2004, 11

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                        [3] 陳加娜, 葉紅齊, 謝輝玲. 超輕微粉名義包覆技巧綜述[J]. 安徽化工, 2006, 32

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                        局部資料來源網絡。


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