CN106145128A - 以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法 - Google Patents

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王嘉龙
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    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/18—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof
    • C01B33/187—Preparation of finely divided silica neither in sol nor in gel form; After-treatment thereof by acidic treatment of silicates

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Abstract

本发明公开了一种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法，涉及非金属材料的制备技术领域。本发明方法为：将硅灰石粉碎，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为300瓦～350瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应结束后，过滤，收集滤渣，水洗，煅烧，粉碎，得到二氧化硅。本发明原料来源广泛，生产工艺简单，生产成本低。

Description

以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法
技术领域
本发明涉及非金属材料的制备技术领域，尤其是一种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法。
背景技术
纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1~100nm，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能，用途非常广泛。
纳米二氧化硅的制备方法有三种：第一种是以四氯化硅为原料的气相法；该方法制得的产品纯度高、分散度高、粒子小，表面羟基少，但该法对设备条件要求较高，原料价格高、反应流程长、生产过程能耗大，技术也相对复杂，从而导致产物价格较高，限制了其更广泛的应用；第二种是溶胶—凝胶法，该法凝胶干燥过程中，溶剂、水分的挥发导致材料收缩，必须进行后处理才能得到纳米粒子；第三种是反相胶束微乳液法，该法大多用化学试剂等为原料，工艺过程比较复杂。
发明内容
本发明的目的是提供一种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法，这种方法可以解决制备纳米二氧化硅成本高、工艺复杂的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
这种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法包括以下步骤：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为300瓦～350瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应20分钟～30分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为13摩尔/升～16摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升～150毫升浓盐酸。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：硅灰石中CaSiO3的含量＞95%。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明原料来源广泛，生产工艺简单，生产成本低。
2、反应过程在超声波的作用下进行，不用添加分散剂，即可达到均匀分散的目的，并且反应较彻底。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
实施例1
本实施例纳米二氧化硅的制备方法为：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为300瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应25分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为13摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加150毫升浓盐酸。
本实施例硅灰石中CaSiO3的含量为96.3%。
实施例2
本实施例纳米二氧化硅的制备方法为：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为320瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应 30分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为16摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升浓盐酸。
本实施例硅灰石中CaSiO3的含量为95.2%。
实施例3
本实施例纳米二氧化硅的制备方法为：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为350瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应20分钟，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为14.6摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加130毫升浓盐酸。
本实施例硅灰石中CaSiO3的含量为95.8%。

Claims (2)

1.一种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法，其特征在于包括以下步骤：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为300瓦～350瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应20分钟～30分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为13摩尔/升～16摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升～150毫升浓盐酸。
2.根据权利要求1所述的以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法，其特征在于：所述硅灰石中CaSiO3的含量＞95%。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1053044A (zh) * 1990-12-07 1991-07-17 贺江波 一种制备沉淀水合二氧化硅的方法
CN1072391A (zh) * 1992-10-22 1993-05-26 江西省七宝山铁矿 硅灰石处理利用新工艺
CN1093340A (zh) * 1993-04-06 1994-10-12 四平师范学院 用硅灰石合成白炭黑新工艺
CN1482061A (zh) * 2002-09-10 2004-03-17 新余钢铁有限责任公司 以硅灰石为原料生产纳米二氧化硅的方法

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