高纯纳米二氧化硅制备与问题分析.ppt

高纯纳米二氧化硅的制备及问题分析
姓名：刘 晓 辉
班级：10级应化一班
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目录
1、引言
2、背景及现状分析
3、制备原理
4、实验原料及仪器
5、实验方案及方法
6、相关问题的总结与解决
7、参考文献
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引言
粉煤灰，是从煤燃烧后产生的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着我国电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰成为我国当前排量较大的工业废渣之一，2009年我国年排渣量已3.75亿吨。大量的粉煤灰如果不加处理，随意堆放，既占用大量耕地，又会对环境造成污染。其中干灰易产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此，粉煤灰的处理和利用问题应当引起人们广泛的注意。
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粉煤灰笼罩中国
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目前我国对粉煤灰的利用，基本停留在初级利用阶段，即作为水泥的掺混料、混凝土的搅拌料、筑路填路等。
而粉煤灰的主要化学成分是Al2O3和SiO2，两者之和可达80%，SiO2含量高达33.9%-59.7%，氧化铝是潜在的重要资源，因而开发氧化铝产品以外的高附加值硅化物产品是综合利用粉煤灰的关键。
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纳米二氧化硅（俗称“超微细白炭黑”）是极其重要的高科技超微细无机新材料之一,因其粒径很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。
纳米二氧化硅广泛用于各行业作为添加剂、催化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。
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粉煤灰脱硅液制备高纯纳米二氧化硅的技术，既可以解决现存的粉煤灰污染重的问题，又可解决我国对纳米二氧化硅产品日益增长的需求，具有较好的社会意义和良好的工业前景。
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背景及现状分析
目前，纳米二氧化硅的制备方法主要有干法和湿法两类。干法包括气相分解法和电弧法,湿法包括化学沉淀法、气相沉积法、溶胶-凝胶法和微乳液法等。
干法制备工艺得到的纳米二氧化硅纯度高, 性能好，但设备投资较大、生产过程中能耗大,成本高,故不常采用。
湿法常用的有化学沉淀法、气相沉积法、溶胶-凝胶法、微乳液法等，所用原材料广泛、廉价，因此国内外多采用湿法工艺来制备纳米二氧化硅。
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作为一种高科技的纳米材料，纳米二氧化硅的制备方法已经多种多样了，但是如何有效地控制制备出来的纳米二氧化硅的粒径和形貌；如何更进一步提高纯度；如何减少生产成本，以适应于大规模的生产，又不会对环境造成严重污染。因此，本课题将探讨如何由粉煤灰脱硅液制备高纯纳米二氧化硅。
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制备
以内蒙古呼和浩特某热电厂粉煤灰脱硅液为原料。采用碳化法制得高纯纳米二氧化硅。
具体研究内容包括：
通过单因素实验，探讨碳化过程中温度、时间、搅拌强度、 CO2流速等因素对产率、产品粒度及纯度的影响。
探索溶液pH值与产率及产品纯度的关系。
通过四因素三水平的正交实验优化脱硅液碳化制备高纯纳米二氧化硅的技术参数。
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