白炭黑相关知识
食品级二氧化硅
纳米二氧化硅具有卓越的生理惰性、化学稳定性，且不在体内聚集，因此在食品医药中得到广泛应用。在食品中应用二氧化硅可以从根本上解决产品因吸潮受压形成的结快，具有很强的吸附作用，是一种优良的流动促进剂.广泛用于：鸡精、奶粉、植脂末、速溶咖啡、可可制品、脱水蛋制品、糖粉、粉状汤料、脱水蔬菜粉、调味料等。可为这些产品带来以下优点：
1、防止因储存引起的结块，增加粉末的自由流动性
2、提高生产速度，降低生产时间
3、减少粉末，避免生产机器受到相关粉末的污染
4、在牛奶、果汁、啤酒、麦片、肉类的添加剂中，可起到保鲜、防腐、增加口感等作用
5、可用作啤酒滤结助滤剂
《GB 2760-2007 食品添加剂使用卫生标准》之二氧化硅最大允许使用量最大允许残留量标准
超细白炭黑
超细白炭黑、超细二氧化硅：外观白色无定形粉末。水份小于等于0.08%、灰分无、筛余物（2000目筛）＜0.01%、二氧化硅＞93%、PH值6.5－7.8、铁的含量＜0.001%、铜的含量＜0.0005%、氯化物含＜0.01%、氧化铅＜0.005%、氯化钠＜0.05%。主用于玻璃胶、硅胶生产中,白度好,细度大于1300目（即直径小于1.95μm）,也可根据客户需求加工产品的细度
气相白炭黑
气相法白炭黑(又名气相一氧化硅)是利用卤硅烷经氢氧焰高温水解制得的一种精细、特殊的无定形一氧化硅产品，该产品的原生粒径在7-40nm之间，比表面积一般在100m/g-400m/g范围内，产品纯度高，Si02含量不小于99.8%,是一种极其重要的无机纳米粉体材料。由于其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性而在橡胶塑料、蓄电池、涂料、医药、农业和CMP等领域得到广泛的应用。
气相法白炭黑一般有亲水型和疏水型两种产品，其中疏水型产品是利用亲水型产品通过表面化学处理而获得。自1941年德国Degnssa公司成功开发出气相法白炭黑的生产技术以来，日前全世界的气相法白炭黑年生产能力
己超过20万吨，而目生产技术高度集中，主要由德国Degnssa,Wacker，美国Cabot及日本Toknvama等少数儿
家公司控制全球市场，技术也控制的非常严密。世界上气相法白炭黑发展的一个基本模式是生产企业与有机硅单体和后加工企业关系密切，气相法白炭黑生产厂家利用有机硅单体厂生产过程中的副产物为主要原料制备气相法白炭黑，而在气相法白炭黑生产过程中所产生的副产物HCl则返回有机硅单体厂用于有机硅的合成，此外气相法白炭黑产品出来之后又大量用于有机硅产品的后加工，这样形成一个资源利用、相匀_促进发展的良性循环。所
以在全球最大的有机硅企业Dowcorning和GE公司单体工厂附近有最大的气相法白炭黑生产企业Cabo、和Degnssa公司，而Wacker公司则本身是两大类产品的生产企业。
国内气相法白炭黑早期主要用于军工领域，但现在大量用于民用工业，如有机硅材料、电器、电了、胶粘剂、涂料、油墨、造纸等领域，为传统产品的升级换代提供了坚实的基础。据初步统计，我国目前气相法白炭黑的总用量己经超过11000吨/年，并以极快的速度增长，预计到2010年将达到20000吨/年。目前我国仅有沈阳化工
股份有限公司、上海氯碱化工股份有限公司和广州吉必时科技实业有限公司二家公司生产气相法白炭黑产品。其中沈阳化工股份有限公司60年代开始生产，目前的生产能力为1200吨/年左右，上海氯碱化工有限公司为300
吨/年左右，它们所用原料均为四氯化硅。广州吉必时科技实业有限公司在国内首次实现利用有机硅副产物甲基
二氯硅烷生产气相法白炭黑，目前的生产能力为2000吨/年，预计2007年将达到4000吨/年，2010年将达到8000吨/年。
气凝胶将成为光热应用重大技术革新
面对世界能源短缺，环境遭受破坏的危机，国内外普遍重视高效节能材料的研究，以力求减少能源浪费、提高使用效率。气凝胶作为一种新型轻质的纳米多孔材料，具有低密度、优异的隔热性能和良好的透光特性等，在太阳能光热应用领域中引起极大的关注。文章对气凝胶在平板型太阳能集热器中的应用进行了阐述。气凝胶的使用将成为太阳能光热应用领域中的重大技术革新，这将显著提高国内现有太阳能集热产品的光热转换效率。文章介绍了气凝胶平板太阳能集热器的结构，并对其热损失和效率提升机理及应用示范项目进行了分析，描述。
气凝胶的结构和性质
1.气凝胶的结构
1931年Kistler首次以水玻璃（硅酸钠）为原料采用超临界干燥法成功制备二氧化硅气凝胶材料。常见的
二氧化硅气凝胶是由二氧化硅网络骨架和填充在纳米孔隙中的气体所构成的高分散固体材料。气凝胶内部纳米网状结构如图1所示，细部结构一般呈链状或串珠状结构，直径约为2~20nm之间，其内部孔隙率在80%以上。
图1气凝胶及其内部多孔结构
2.气凝胶的性质
气凝胶具有很多独特的性质，如比重仅为水的1/5，是目前世界上最轻的固体。气凝胶具有优异的绝隔热性能，其耐热温度可高达300℃以上，之所以具有如此良好的隔热性能，是由气凝胶内部均匀的纳米多孔结构所决定的，图2所示。
图2气凝胶部分性质展示图
对于气凝胶等高孔隙率多孔质材料，其传热过程包含三种形式，即对流传热、通过气凝胶固体骨架和内部孔隙的热传导、辐射传热，和内部空气发生的热对流完成。在气凝胶材料中，由于大量纳米孔的存在，气孔内的空气分子失去了自由运动的能力，材料的热对流传热量几乎为零。同时由于气凝胶材料本身具有极低的体积密度，材料的热传导率也很低。此外由于气凝胶内部纳米级多孔结构使其内部含有很多的反射界面与散射微粒，再加上在热辐射吸收方面对材料进行了改性，可以使气凝胶的热辐射经反射、散射和吸收而降到最低。因此，气凝胶材料不论是在高温或是常温时均具有较低的导传热系数。
气凝胶还具有良好的透光性，其对太阳光的透过率可达到87%以上。二氧化硅气凝胶的折射率很小(n=1.01～1.06)，这意味着二氧化硅气凝胶对入射光几乎没有反射损失，能有效地透过太阳光，如10mm厚的高透光二氧化硅气凝胶层(由2～4mm气凝胶颗粒填充)的可见光透过率为85%，太阳光透过率为88%。
二氧化硅气凝胶的物理性质表
3.气凝胶在太阳能领域的应用
由于气凝胶材料具有优异的隔热性能和良好的透光性，因此这种材料优先被考虑应用于太阳能光热领域。如太阳能热水器的储水箱、管道和集热器的高效保温，此外还包括供热水、暖房、融雪系统、热发电系统等领域。气凝胶太阳能集热器供热系统及气凝胶建筑节能窗的实际应用如图3所示。
图3气凝胶太阳能集热器在建筑节能窗上的应用
太阳能热集热装置的高光透过率和高效保温，成为能否进一步提高太阳能装置的能源利用率和进一步提高实用普及的关键因素。在国外，将气凝胶绝热材料应用于屋面的太阳能集热器已经有过先例。此外，对气凝胶隔热及TiOxNy选择性吸收涂层的平板型太阳能集热器的各种集热系统，进行了多年性能及抗冻试验研究。集热器采用蛇形弯管式板芯设计结构，集热板表面具有选择性吸收膜TiOxNy，气凝胶镶嵌于集热板和玻璃盖板之间，其断面结构如图4所示。
图4具有气凝胶隔热材料和TiOxNy选择性涂层的太阳能集热器结构图
图5给出了气凝胶太阳能集热器的热损失计算结果，并与传统平板型太阳能集热器的热传导、对流及辐射损失进行了对比分析。气凝胶太阳能集热器的热传导、辐射、对流损失分别占总热量损失的14.3%、17.8%，总集热效率为67.9%；而同样外界环境条件下的传统型集热器的相应值分别为9.3%、7.8%、29.4%，总集热效率为53.5%。
图5两种太阳能集热器的热损失对比
由此可见，气凝胶太阳能集热器的热传导和辐射损失比率比传统型稍大，而其对流损失为0，而传统型集热器的对流损失占比为29.4%，因此气凝胶集热器集热效率和传统型相比提高了14.4%。由于集热效率的提高，1.4m2的气凝胶太阳能集热器就能达到2.0m2的传统平板型太阳能集热器的集热效果，厚度也可由传统型的100mm减少到50mm。
图6为使用气凝胶隔热和TiOxNy选择性涂层集热板太阳能集热器的实物结构图。依据日本JIS标准对该太阳能集热器单体产品进行了包括热性能在内的全部参数测试。此外由多个集热器构成的采暖、融雪、热水等多种太阳能热利用系统，在寒冷地区进行了多年试验，证明了它的抗冻性能和具有很高的实用价值。
图6气凝胶隔热&TiOxNy选择性吸收涂层平板型太阳能集热器
图7为具有气凝胶隔热TiOxNy选择性吸收涂层太阳能集热器(线1)的效率曲线。图中横坐标为集热器内部平均温度和外气温的温差与日射强度的比值，纵坐标为集热效率。如图所示，与真空管型(线2)以及传统型平板太阳能集热器(线3)相比，集热效率高。图中效率曲线的斜率表示集热器的热损失系数，气凝胶隔热和TiOxNy
选择性吸收涂层平板太阳能集热器、真空管型和传统平板型太阳能集热器的热损失系数分别UL=1.93W/(m2·℃)、
2.71W/(m2·℃)和4.44W/(m2·℃)。由此可见气凝胶隔热和TiOxNy选择性吸收涂层平板太阳能集热器比其他两种市场现有产品集热性能要优越很多，将成为未来光热市场的主要产品。
图7太阳能集热器的效率比较
图8为气凝胶隔热型太阳能集热器的性能试验场地。这些试验包括不同倾斜角度安装的气凝胶集热器的集热性能对比、气凝胶集热器家庭供水、室内地板采暖、地面融雪及室外场地花园和水池的地中储热系统实验等。同时对气凝胶玻璃窗与普通玻璃窗的隔热性能也进行了试验对比。
图8气凝胶隔热太阳能集热器的试验场地
如图9所示，1.4m2气凝胶隔热型太阳能集热器共36块，被用于日本北海道夕张市郊外大棚中哈密瓜秧苗的采暖。由于气凝胶太阳能集热器具有极强的抗冻性能，在北海道每年最冷的2~6月份，用于供热以防秧苗冻坏。原来的防冻措施为燃油锅炉加热水，通过热水管路加温大棚，每年锅炉燃油费用为20万元。通过太阳能集热系统的辅助加热改良措施，燃油费用削减三分之一，节省了6万元人民币，这极大地调动了当地农民的哈密瓜种植热情。
图9气凝胶隔热型太阳能集热器在农业大棚上的应用
气凝胶在光热领域的前景与展望
中国是太阳能光热利用领域的大国，目前光热应用面积已占全球的76%，是整个欧美地区的4倍之多，并且每年以20%~30%的速度持续增长。气凝胶作为未来太阳能光热产品的核心技术材料，必将能促进现有光热产品的改型创新，提高产品性能及市场的普及率，促进太阳能光热市场的发展。
随着气凝胶制备技术的不断完善和工业化成本的不断降低，这种新型隔热材料必将会在太阳能利用领域发挥越来越重要的作用。
应用
1) 油漆和涂料（EP、UP、PU、丙烯酸树脂、PMMA/MMA、PVC塑溶胶）
2) 不饱和聚酯树脂、铸模树脂、层压树脂、UP、MF、PF、VE胶衣;
3) HTV高温硫化硅橡胶与RTV2K双组分室温硫化硅橡胶、氟橡胶、天然橡胶;
4) 胶粘剂与密封胶;
5) 印刷油墨(凹凸版、柔版、平版、丝网印刷)的流变控制、提高印刷清晰度、水平衡、防止传污、颜料分散;
6) 电缆绝缘胶电缆凝胶、矿物油、聚丁烯润滑油、聚丙二醇、硅油;
7) 泡沫塑料（EPS、PCV、PP、SAP、PA、EP）;
8) 聚合物:PVC、PE、PP、SAP、PA、EP;
9) 植物保护;
10)食品与化妆品（止汗剂、面霜乳液、面部低粉、口红、指甲油、油膏糊状物、睫毛膏、片剂胶囊、染发剂、包裹片剂、喷雾剂）的吸附、粘度控制、提高流动性、悬浮稳定、释放行为、便于加工等.
硅酸盐水泥中二氧化硅含量测定
硅酸盐水泥中SiO2，Fe2O3，Al2O3 含量的测定 实 验 报 告
一实验目的： 1、掌握重量法测定水泥中SiO 2 含量的原理及方法。 2、掌握加热蒸发，水浴加热，沉淀过滤，洗涤，碳化，灰化，灼烧等操作技术和要求，掌握控制酸度、温度的方法。 3、学习配位滴定法测定水泥中Fe 2O 3 ，Al 2 O 3 等含量的测定原理及方法。 4、学习Fe3+ 、Al3+ 、Cu 2的测量条件、指示剂和掩蔽剂的选择和使用，终点颜 色的变化。 5、掌握络合滴定方法（直接滴定、间接滴定、返滴定）及计算方法。 6、掌握CuSO 4 和EDTA标准溶液的配制与标定及EDTA滴定的原理。 二、仪器药品及试剂配制仪器 仪器：马弗炉、瓷坩埚、干燥器和长短坩埚钳、电子天平、台秤、电炉、水浴锅、250ml容量瓶、移液管（50ml、25ml）、吸耳球、碱式滴定管、250ml锥形瓶、量筒（50ml、10ml）、称量瓶、烧杯、表面皿、蒸发皿、漏斗、漏斗架、平头玻璃棒、胶头滴管、中速定量滤纸、精密PH试纸、洗瓶。 试剂:水泥试样、NH 4Cl、浓硝酸、CaCO 3 固体、EDTA溶液、铜标准溶液、 醋酸-醋酸钠缓冲溶液（PH=4.3）、氨水-氯化铵缓冲液（PH=10）、NH 4 CNS（10%）、HCl溶液（1：1）： 1体积浓盐酸溶于1体积的水中； HCl溶液（3：97）： 3体积浓盐酸溶于97体积的水中； 氨水（1：1）：1体积浓氨水溶于1体积的水中； 0.05%溴甲酚绿指示剂：将0.05g溴甲酚绿溶于100mL20%乙醇溶液中 10%磺基水杨酸指示剂：将10g磺基水杨酸溶于100mL水中； 0.2%PAN指示剂：称取0.2gPAN溶于100mL乙醇中； 0.1%铬黑T: 称取0.1g 铬黑T溶于75mL三乙醇胺和25mL乙醇中 标准溶液的配制： a、0.015mol/L CaCO 3溶液的配制：准确称取CaCO 3 基准物0.3864g，置于100mL 烧杯中，用少量水先润湿，盖上表面皿，慢慢逐滴滴加1∶1的HCl ，待其溶解后，用少量水洗表面皿及烧杯内壁，洗涤液一同转入250mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀，定容。 b、0.015mol/L EDTA标准滴定溶液的配制：称取约5.6gEDTA（乙二胺四乙酸钠盐）置于烧杯中，加入约200ml水，加热溶解，过滤，用水稀释至1L.
白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展_燕鹏华
白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展 燕鹏华，梁 滔 （中国石油兰州化工研究中心，甘肃 兰州 730060） 摘要：介绍白炭黑改性及其在橡胶中的应用研究进展。通过白炭黑表面接枝改性和偶联剂改性以及白炭黑与其它填料插层复配，可增强白炭黑与橡胶间的相 互作用，改进白炭黑的补强效果。白炭黑用于天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶、 三元乙丙橡胶等中，胶料网络结构增强，物理性能和抗湿滑性能改善，滚动阻力 降低。未来白炭黑研究应集中在白炭黑的界面属性方面，以进一步发挥白炭黑作 为补强填料的优势。 关键词：白炭黑；改性；填充；补强；橡胶 白炭黑即水合无定形二氧化硅，它是一种大比表面积、高结构、高活性的补强填充材料，因其具有特殊的表面结构、颗粒形态以及物理和化学性质，应用十分广泛[1-2]。根据制备方法不同，白炭黑可分为气相法白炭黑和沉淀法白炭黑[3]。气相法白炭黑是球链状结构，外比表面积大，表面羟基少；沉淀法白炭黑是低结构的球状物，孔隙率高，内外比表面积均较大，表面羟基多。沉淀法白炭黑主要以石英砂、纯碱、工业盐酸、硫酸、硝酸或二氧化碳为原料，原料便宜、易得，生产工艺和设备较简单，产品价格低，目前在市场上占据主导地位，产量约占白炭黑产量的85%。气相法白炭黑主要以硅氧烷（尤其是六乙基硅氧烷）、四氯化硅等为原料，反应条件易控制，产品纯度高，但原料价格较高，产率低。近年固特异开发了用稻壳灰制备白炭黑的新技术[4]。 目前，在橡胶补强剂中白炭黑用量仅次于炭黑，但与橡胶的相容性较差，加工性能不如炭黑[5]。随着欧盟REACH法规和轮胎标签法规的相继实施，橡胶及其制品的环保化迫在眉睫，再加上浅色制品的需求，白炭黑改性及应用研究越来越受到重视。 1 白炭黑改性 白炭黑表面有大量的羟基，导致其易团聚，在使用过程中白炭黑通常需要改性，以提高其分散性。白炭黑改性的方法主要有物理改性和化学改性，本文主要关注化学改性。 宋英泽等[6]以正硅酸乙酯为硅源，氨水为催化剂，乙烯基三乙氧基硅烷为改性剂，采用溶胶-凝胶法制备了乙烯基官能化的白炭黑。乙烯基官能团接枝到白炭黑表面后，白炭黑表面的乙烯基参与硅橡胶热硫化过程中的交联反应，增强白炭黑与硅橡胶间的相互作用；白炭黑表面的乙烯基能够加快硅橡胶热硫化反应第1阶段的反应速率，当硫化温度为120 ℃时，其硫化速率常数为0.527；对于添加乙烯官能化白炭黑的硅橡胶，其硫化温度选择120 ℃较为适宜。 郑竹等[7]将丙烯酸酯加入白炭黑和天然胶乳的混合体系中，对白炭黑表面进行接枝改性。经过丙烯酸单体改性后的白炭黑/天然橡胶（NR）复合材料具有更好的加工流动性、物理性能和耐老化性能，其中甲基丙烯酸甲酯的改性效果优于丙烯酸丁酯的改性效果。 辛高峰等[8]以正辛醇为改性剂，对沉淀法白炭黑表面进行改性，探讨了改性剂用量、改性温度和改性时间对白炭黑粘度的影响。当每60 g白炭黑用50 mL正辛醇改性时，反应温度为120 ℃，时间为2 h，改性白炭黑的分散性最好，粘度明显降低，表
白炭黑的分散性(非常好)
前言 白炭黑是橡胶工业重要的补强材料,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。白炭黑按照其生产方法可分为两类,即沉淀法白炭黑和气相法白炭黑。沉淀法白炭黑作为橡胶补强原材料,主要用于轮胎、鞋类、和其它浅色橡胶制品。本文只讨论沉淀法白炭黑(以下简称为白炭黑)。在轮胎行业中,过去白炭黑主要用于子午线轮胎的带束层,以增强钢丝和橡胶的粘合性。也有些轮胎企业将白炭黑用于子午线载重轮胎胎面,以提高胎面的抗刺扎和抗崩花性,其用量较少,一般为10～15份。近15年来,由于欧洲和北美对环保和节能的要求日益严格,将白炭黑用于轮胎胎面,可以显著降低轮胎的滚动阻力,同时能保持较好的抗冰滑性和抗湿滑性,其耐磨性仅有稍许降低。1992年,米其林公司率先制造出全用白炭黑的“绿色轮胎”,其滚动阻力较一般轮胎降低约30%,节油及减少汽车废气效果显著。但是由于传统白炭黑品种的分散性不好,配用白炭黑的胎面胶,虽然滚动阻力比配用炭黑的低,但其耐磨性能却比配用炭黑的差得多。 为了适应绿色轮胎快速发展对白炭黑的要求,国外几家主要制造商都已经生产供应、并仍在进一步研究开发分散性较好的白炭黑产品,目前白炭黑已经发展了以下三代产品: 1.第一代是传统的或被称为“标准”的白炭黑品种; 2.第二代被称为“高分散性白炭黑”(ＨｉｇｈＤｉｓｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＨＤＳ)和“易分散性白炭黑”(ＥａｓｙＤｉｓ
ｐｅｒｓｉｂｌｅＳｉｌｉｃａ,简称ＥＤＳ)。高分散性白炭黑是一种具有较高分散性,且无粉尘的白炭黑产品,适用于绿色轮胎。易分散性白炭黑是90年代中期开发的一种性能介于ＨＤＳ和传统白炭黑之间的产品,其价格较ＨＤＳ低,是一种性能价格比较高的替代ＨＤＳ的产品。表1为国外主要的、已经商品化的ＨＤＳ和ＥＤＳ品种。 在轮胎用胶料中,如果采用ＨＤＳ和ＥＤＳ可以获得较高的拉伸强度、撕裂强度、定伸应力、扯断伸长率。采用ＨＤＳ还可以改善胶料加工性能和耐磨性,从而可以得到较好的轮胎综合性能。在乘用轮胎的胶料中,如果采用ＨＤＳ,除有明显的性能改进外,其成本也可降低。 3.第三代被称为“独特结构的高分散性白炭黑”,其分散性和补强性更好,目前处于研究开发或推广应用阶段。也有人称第三代产品为“高分散性白炭黑”而将第二代产品统称为“易分散性白炭黑”或者“半分散性白炭黑”。 为了研究开发或应用好高分散性白炭黑,必须首先了解如何检测白炭黑的分散性,了解白炭黑的微观结构和理化性能,及其对白炭黑的分散性和在橡胶中的补强性能的影响。在此基础上才能做好高分散性白
二氧化硅的制备
纳米二氧化硅颗粒的制备与表征 一、实验目的 颗粒。 1、学习溶胶—凝胶法制备纳米SiO 2 颗粒物相分析和粒径测定。 2、利用粒度分析仪对SiO 2 颗粒进行表征。 3、通过红外光谱仪对纳米SiO 2 4、通过热重分析仪测试煅烧温度。 二、实验原理 纳米SiO 具有三维网状结构，拥有庞大的比表面积，表面上存在着大量2 的羟基基团, 亲水性强, 众多的颗粒相互联结成链状，链状结构彼此又以氢键 相互作用，形成由聚集体组成的立体网状结构。 图1 纳米二氧化硅三维网状结构 图2 纳米二氧化硅表面上存在着大量的羟基基团
溶胶凝胶法（Sol-Gel法）：利用活性较高的前驱体作为原料，在含水的溶液中水解，生成溶胶，然后溶胶颗粒间进一步发生相互作用，与溶剂共同生成凝胶，干燥后、煅烧获得前驱体相应的氧化物。 第一步水解： 硅烷的水解过程ROH ?→ - + - -2 - ? Si+ OH O Si H OR 第二步缩合： 硅烷的缩聚过程O ?→ ? - - - - - - - + Si O H - Si Si + HO Si2 OH 总反应：ROH - - ? - - - + ?→ Si 22+ Si O O Si2 OR H 硅烷的浓度，硅烷溶液的pH 值，溶剂成分，水解时间与温度均会影响到硅烷的水解缩聚过程。 其中，pH 值能影响硅烷溶液的水解缩聚反应速率。一般认为酸性和碱性条件下均有利于硅烷的水解反应，而碱性条件下更能促进缩聚反应的进行。因此，选择合理的pH 值能控制硅烷的水解与缩合反应速率。 水含量除了影响硅烷的水解与缩聚反应速率外，还影响其溶解性；而醇溶剂对硅烷分子起到助溶与分散的作用，还起到调节水解速率的作用。 三、仪器及试剂 仪器常规玻璃仪器，不同型号移液枪，坩埚，研钵，水浴锅，磁子，磁力搅拌器，烘箱，马弗炉，傅里叶红外光谱仪，差热-热重分析仪，粒度分析仪； 试剂乙醇（AR），去离子水，TEOS，1:1 氨水，浓氨水、浓盐酸，精密pH 试纸。 四、实验步骤 ①Stober 法制备纳米SiO 颗粒 2 取75mL 无水乙醇于烧杯中，加入25mL 去离子水，搅拌使其均匀。向其中加入10mL TEOS，同时搅拌。用1:1 氨水溶液调节硅烷溶液的pH 值至7，搅拌10min。将上述硅烷溶液放入水浴锅中，水温35℃，陈化1h。向溶液中逐滴加
白炭黑的用途
二氧化硅的用途很广，且不同产品具有不同的用途。用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时更为适用。用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调合剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂。加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。填充在硅树脂中，可制成耐200℃以上的塑料。在造纸工业中用作填充剂和纸的表面配料。 沉淀白炭黑是橡胶补强广泛使用的材料，一般说来，由于沉淀白炭黑（超细的、表面处理的例外）补强效果还不及炭黑好，故属半补强填充材料。因此要根据使用场合决定代替炭黑的百分数。沉淀白炭黑用于橡胶制品有汽车、翻斗车、卡车、拖拉机、叉车、自行车等的内外胎，工业用皮带、胶管、衬垫、胶板、粮食加工用脱谷胶辊，以及胶鞋等各种橡胶工业制品中都或多或少地要用到白炭黑。在普通轮胎内添加一定量的白炭黑能提高轮胎的使用寿命。据原西德一家公司轮胎配方研究试验结果表明，若能增配10～20份白炭黑就可以改善胶接性和抗撕裂性，使轮胎行驶里程提高，同时还能增强轮胎对路面的抓着力，以利于安全行车。我国轮胎行驶里程低于国际水平，不使用白炭黑是原因之一。此外，由于炭黑发热量大，国外用于高速公路的汽车轮胎也趋向于添加白炭黑。目前国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化，如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种，都是用白炭黑代替炭黑生产的。 在胶鞋的生产中，人们对胶鞋、雨靴、运动鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色调美观、舒适轻便。白炭黑既具有良好的补强性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性，又是一种良好的浅色补强材料，因此在胶鞋的发展中为提供鞋的质量和款式起着重要作用。 白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环氧树脂等塑料中都可作为填充材料，可以提高塑料的弹性强度和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。用于电缆还可以提高电缆的电绝缘性，如甲基乙烯基硅橡胶高压线就要用气相白炭黑或高质量的沉淀白炭黑。在两层塑料薄膜之间往往不易分开，装袋时袋口很难打
论陶瓷中材料二氧化硅不同含量的测定方法
论陶瓷中材料二氧化硅不同含量的测定方法 论文关键词：陶瓷原料，二氧化硅，测定 论文摘要：本文介绍了陶瓷原料中SiO2含量的多种检测方法，针对不同含量的SiO2都做了一定的介绍，并且对其中常用的几种方法作了较详细的介绍，比较了各种方法的优缺点，并指出了我们在检测的过程中应注意的事项。 1引言 陶瓷是陶器和瓷器的总称。SiO2是陶瓷的主要化学成分，是硅酸盐形成的骨架，它的存在可以提高陶瓷材料的热稳定性、化学稳定性、硬度、机械强度等，从而直接影响陶瓷产品的生产工艺和使用性能，同时SiO2也是各种釉料配方的重要参数。因此，准确测定陶瓷原料中SiO2的含量，对陶瓷和釉料生产非常重要，它关系到原材料的用量、产品的质量和性能等。 中国人早在约公元前8000－2000年（新石器时代）就发明了陶器。陶瓷材料大多是氧化物、氮化物、硼化物和碳化物等。常见的陶瓷材料有粘土、氧化铝、高岭土等。陶瓷材料一般硬度较高，但可塑性较差。除了在食器、装饰的使用上，在科学、技术的发展中亦扮演重要角色。陶瓷原料是地球原有的大量资源黏土经过淬取而成。而粘土的性质具韧性，常温遇水可塑，微干可雕，全干可磨；烧至700度可成陶器能装水；烧至1230度则瓷化，可完全不吸水且耐高温耐腐蚀。其用法之弹性，在今日文化科技中尚有各种创意的应用。 不同的陶瓷原料，其SiO2的含量不同，测量方法也有多种。我们可根据陶瓷中SiO2的含量而选择合适的方法对其进行测定，本文对陶瓷原料中SiO2的常见检测方法逐一作了介绍。 2氢氟酸挥发法 2.○1硫酸-氢氟酸法（SiO2含量在98%以上） 具体方法如下：
将测定灼烧减量后的试料加数滴水湿润，然后加硫酸（1+1）0.5ml，氢氟酸（密度1.14g/cm3）10ml，盖上坩埚盖，并稍留有空隙，在不沸腾的情况下加热约15min，打开坩埚盖并用少量水洗二遍（洗液并入坩埚内），在普通电热器上小心蒸发至近干，取下坩埚，稍冷后用水冲洗坩埚壁，再加氢氟酸（密度 1.14g/cm3）3ml并蒸发至干，驱尽三氧化硫后放入高温炉内，逐渐升高至950～1000℃，灼烧1h后，取出置于干燥器中冷至室温后称量，如此反复操作直至恒重。二氧化硅含量的计算公式如下： SiO2（%）=（m1-m2）/m ×100 式中： m1 ——灼烧后坩埚与试料的质量，g m2 ——氢氟酸处理后坩埚的质量，g m ——试料的质量，g 2.○2硝酸-氢氟酸法（SiO2含量大于95%而小于或等于98%时） 具体方法如下： （1）将试料置于铂坩埚中，加盖并稍留缝隙，放入 1000～1100℃高温炉中，灼烧1h。取出，稍冷，放入干燥器中冷至室温，称量。重复灼烧，称量，直至恒重。 （2）将坩埚置于通风橱内，沿坩埚壁缓慢加入3ml硝酸、7ml氢氟酸，加盖并稍留缝隙，置于低温电炉上，在不沸腾的情况下，加热约30min（此时试液应清澈）。用少量水洗净坩埚盖，去盖，继续加热蒸干。取下冷却，再加5ml 硝酸、10ml氢氟酸并重新蒸发至干。 （3）沿坩埚壁缓缓加入5ml硝酸蒸发至干，同样再用硝酸处理两次，然后升温至冒尽黄烟。 （4）将坩埚置于高温炉内，初以低温，然后升温至1000～1100℃灼烧30min，取出，稍冷，放入干燥器中冷至室温，称量。重复灼烧，称量，直至恒重。二氧化硅含量的计算公式如下： SiO2（%）=[（m1-m2）+（m3-m4）]/m×100 式中： m1——试料与坩埚灼烧后的质量，g m2——氢氟酸处理并灼烧后残渣与铂坩埚的质量，g m3——试剂空白与铂坩埚的质量，g m4——测定试剂空白所用铂坩埚的质量，g m ——试料的质量，g 3重量-钼蓝光度法（所测定的范围是SiO2含量小于95%。） 具体方法如下：
SiO2的结构和性质
SiO2的结构和性质 订阅 字号2010-05-03 21:31:25| 分类：微电子材料| 标签：sio2psg氧化原子薄膜|（氧化硅的结构怎样？为什么SiO2能够用作为B、P、Sb、As等杂质扩散的掩蔽膜？） 原创作者：Xie M. X. (UESTC，成都市) 氧化硅（SiO2）有晶体与非晶体之分，例如水晶（石英）就是一种晶态氧化硅，而硅片上热生长的氧化膜则为非晶态氧化硅。晶态氧化硅中的原子分布具有长程有序性；非晶态氧化硅中的原子分布也具有一定的有序性，但只是短程有序性。 在Si表面上制备氧化硅薄膜的方法有许多种，例如：热生长法；CVD（化学气相淀积）法，如烷氧基硅烷（如正硅酸乙酯[Si(OC2H5)4]，TEOS）的热分解（或热解氧化）淀积法；PVD（物理气相淀积）法等。 （1）SiO2的一般性质： 原子密度= 2.3×1022 cm-3；晶体密度= 2.27 g-cm-3；熔点≈1700 oC；比热Cp =1.0 J/g-oC；热导率= 0.014 W/cm-K；热膨胀系数（ΔL/LΔT）=0.5×10-6 [1/oC]（比Si和GaAs的都小）；禁带宽度Eg≈8eV；电阻率> 1016 Ω-cm（为绝缘体）；击穿电场≈600 V/μm。 （2）SiO2的结构： 氧化硅中的基本化学键是Si-O键（含有50 %的共价键和50 %的离子键）。 氧化硅中原子排列的基本结构是一种Si-O键构成的正四面体，即每一个Si离子的周围有4个按正四面体分布的O离子（Si离子中心与O离子中心之间的距离为1.6?，O离子与O离子中心之间的距离为2.27?）。然后，这种Si-O正四面体通过顶角的O离子而规则地连接起来形成网络式的结构，即构成晶态氧化硅。否则，若这些Si-O正四面体的连接不是很规则，即形成具有一些错乱的网络式结构，则为非晶态氧化硅。 显然，在氧化硅中存在许多由多个Si-O正四面体包围而成的空洞（网络中间的空洞），这些空洞的体积都比较大。实际上，Si-O分子本身所占据整个的体积较小，只有43%，而大部分都是空洞。因此，氧化硅的比重较小，晶态氧化硅的为2.65g/cm3，非晶态氧化硅的为2.21g/cm3。也因此，氧化硅比较容易地能够让半径较小的H、Na、K、Ca、Ba等杂质原子进入到其网络结构中（处在空洞里），并且这些杂原子在网络结构中的扩散也较容易，这种杂质往往称为网络改变剂。 在SiO2中掺入B、P、Sb、As、Al等杂质原子时，即可形成磷硅玻璃（PSG）、硼硅玻璃（BSG）等。掺入的这些杂质原子，在SiO2结构中往往取代Si-O正四面体中心的Si，形成带电的缺陷，这些杂质原子常称为网络形成剂。由于这种杂质原子在网络中的位置稳定，故在SiO2中的扩散速度较慢，所以氧化硅薄膜可用作为热扩散工艺中的掩蔽膜，以阻止B、P、Sb、As等这些杂质原子的扩散。 由Si和SiO2的比重可以求出每一克分子的Si和SiO2的体积分别为12.06cm3/mole和27.18cm3/mole，则每一克分子的Si薄膜和SiO2薄膜的厚度之比为0.44，这就是说，若要生长100nm的SiO2薄膜，那么只需要消耗44nm的Si即可。 （3）Si/SiO2界面的性质： 一般，Si/SiO2界面处的界面态密度≤1010cm2。这些界面态往往是由于氧化不完全等之故，使得在界面的30?范围内存在许多Si原子的悬挂键（即未与氧原子结合的价键——带正电荷的中心）所造成的。为了减少这种悬挂键，可以通过氢气退火，让一些氢原子进入到界面、并与悬挂键形成Si-H键（中性）来实现；不过，这些Si-H键的离解能较小，约为0.3 eV。 Si/SiO2界面处的势垒高度与半导体型号有关：对n型半导体的电子，势垒高度约为3.2eV；对p型半导体的空穴，势垒高度约为4.9 eV。 （4）磷硅玻璃（PSG）薄膜的性质： ①磷硅玻璃（PSG）的成分为P2O5+ SiO2。 ②PSG中的氧负电中心对Na离子有提取、固定和阻挡作用，故可用作芯片的最后钝化膜。但为了避免SiO2膜中偶极子的极化效应以及潮解所引起的器件不稳定和Al条被腐蚀等弊病，应该控制SiO2膜中P2O5的含量<5%，或者在PSG膜上再淀积一层SiO2、成为[SiO2-PSG-SiO2]复合膜来使用。 ③PSG的热膨胀系数随着P2O5成分的增大而增大，利用这种特性即可实现PSG与半导体的良好热匹配。例如： P2O5含量≈15%的PSG可与硅有很好的热匹配性；P2O5含量≈20%~24%的PSG可与GaAs能很好热匹配。因此，可在半导体表面上直接淀积成分适当的较厚的PSG薄膜来进行钝化。 ④PSG可以阻挡Zn和Sn等杂质的扩散（而SiO2薄膜则否），则PSG可用作为GaAs的扩散掩蔽膜、注入掩蔽膜或包覆层。⑤PSG在1000oC~1100oC的中性或氧化性气氛中加热时，会变软和回熔，并产生一层平滑的几何外形，这有利
二氧化硅的工业化生产
二氧化硅的工业化生产 1.1 二氧化硅的种类 二氧化硅也称硅质原料，不仅包括天然矿物，也包括各种合成产品，其产品可分为结晶态和无定形状两类。 二氧化硅天然矿物通常包括结晶态二氧化硅矿物石英砂、脉石英、粉石英和无定形硅矿物硅藻土。 合成产品要紧是白炭黑（无定形二氧化硅），包括气相白炭黑（气相二氧化硅）、沉淀白炭黑（沉淀二氧化硅）。 石英是二氧化硅天然矿物的要紧矿物组分，化学成分为SiO2，玻璃光泽，断口呈油脂光泽。贝壳状断口，莫氏硬度7，密度2.65～2.66 。颜色不一，无色透亮的叫水晶，乳白色的叫乳石英。按其结晶习性分，三方晶系的为低温石英，又叫-石英；六方晶系的为高温石英，又称-石英。 石英砂是一个矿产品的专门名词，它泛指石英成分占绝对优势的各种砂，诸如海砂、河砂、湖砂等。地质学按成因将它们划分为冲积砂、洪积砂、残积砂等。石英砂的矿物含量变化专门大，以石英为主，其次包含各类长石、岩屑、重矿石（石榴子石、电气石、辉石、角闪石、榍石、黄玉、绿帘石、钛铁矿等）以及云母、绿泥石、黏土矿物等。 石英砂岩，是一种固结的砂质岩石，常简称为砂岩，是自然界最常见、最一般的硅质矿物原料之一，其石英和硅质碎屑含量一样在95%以上，副矿物多为长石、云母和黏土矿物，重矿物含量专门少。常见的重矿物有电气石、金红石、磁铁矿等。 石英岩是由石英砂岩或其他硅质岩石通过变质作用而形成的变质岩。脉石英是与花岗岩有关的岩浆热液矿脉，其矿物组成几乎全部为石英。 粉石英是一种颗粒极细、二氧化硅含量专门高的天然石英矿。粉石英这一词过去叫法专门多，它既包括天然的粉石英，同时也包括了由硅质矿物原料（石英岩、脉石英）加工而成的石英细粉。 硅砂是以石英为要紧成分的砂矿飞总称。以天然颗粒状态从地表或地层中产出的硅砂，以及石英岩、石英砂岩风化后呈粒状产出的砂矿称
SiO2含量测定
烧失量的测定 （1）原理：试样在1025±25℃的马弗炉中灼烧，驱除水分和二氧化碳，同时将存在的易氧化元素氧化。 （2）仪器设备： ①马弗炉。 ②瓷坩埚。 （3）步骤： 称取试样1g，精确至0.0001g，置于已灼烧恒重的坩埚中，将盖斜置于坩埚上，放于高温炉中，从低温逐渐升温至1025±25℃，灼烧1h,取出坩埚于干燥器中，冷却至室温称重，再灼烧15min，称量，反复操作直至恒重。 （4）结果表述： 烧失量的质量分数按下式计算。 式中ωLOI——烧失量的质量分数，％； m样——试样的质量，g； m1——灼烧后试样的质量，g。 所得结果应表示至两位小数。 （5）允许差 含量范围允许差（%） ≤1.00 0.05 1.01~5.00 0.10 >5.00 0.15 （6）讨论：
①骤加高温会引起试样中烧失量急速挥发，造成试样的飞溅损失，使分析结果有误差； ②灼烧后试样吸水性很强，所以冷却时间必须固定，称量迅速，以免吸收空气中的水分使结 果偏低。 二氧化硅的测定 （1）原理：硅的测定可利用重量法。将试样与固体氯化铵混匀后，再加盐酸分解，其中的硅成硅酸盐凝胶沉淀下来，经过滤、洗涤，在瓷坩埚中于950℃灼烧至恒重，称 量求其质量，得到二氧化硅含量。本法测定结果约较标准法高0.2%左右。若改用铂 坩埚在1100℃灼烧恒重、经氢氟酸处理后，测定结果与标准法结果误差小于0.1% 。 （2）仪器试剂：马弗炉、瓷坩埚、干燥器和坩埚钳； NH4Cl（固），HCl（浓，6 mol·dm-3， 2 mol·dm-3），HNO3（浓），AgNO3（0.1 mol·dm-3）。 （3）步骤： 准确称取0.4g试样，置于50cm3烧杯中，加入2.5~3g固体NH4Cl，用玻璃棒混匀，滴加浓HCl至试样全部润湿（一般约需2cm3），并滴加浓HNO3 2~3滴，搅匀。盖上表面皿，置于沸水浴上，加热1min，加热水约40cm3，搅动，以溶解可溶性盐类。过滤，用热水洗涤烧杯和沉淀，直至滤液中无Cl-离子为止。（用AgNO3检验），弃去滤液。 将沉淀连同滤纸放入已恒重的瓷坩埚中，低温干燥、炭化并灰化后，于1000℃灼烧30 min 取下，置于干燥器中冷却至室温，称重。再灼烧，直至恒重。计算试样中SiO2的含量。 （4）结果表述： 二氧化硅含量（%）=(m2-m1)/m 式中：m1 ——恒重坩埚质量，g； m2 ——灼烧后坩埚与试样质量，g； m ——试料质量，g。 所得结果应表示至二位小数。 （5）允许差：
白炭黑的应用(详细)
白炭黑 一、简介 白炭黑的主要成份是SiO2，因其为白色，且主要物性及用途与炭黑相似而得名。 白炭黑按生产方法的不同可分为沉淀白炭黑（沉淀水合二氧化硅）和气相法白炭黑（气相二氧化硅），两种产品的生产方法不同，性质及用途也有很大区别，以下介绍的产品是用硫酸沉淀法生产的，也即沉淀法白炭黑，以下所涉及的白炭黑均为沉淀法白炭黑。 二、名称定义及分子式 白炭黑的学名为：沉淀水合二氧化硅。 定义：沉淀水合二氧化硅是从可溶性硅酸盐水沉液中沉淀而获得的无定形粒子组成的材料。 化学分子式：SiO2〃nH2O 三、主要性质 1、物理性质 外观：白色粉末或粒状或不规则造块。 真密度：约2.0g/ml 假密度：约0.2g/ml（普通产品）。 耐高温、不燃烧；电绝缘性好。 2、化学性质： 能与烧碱发生反应SiO2nH2O+2NaOH=Na2SiO3+（n+1）H2O
能与氢氟酸发生反应SiO2nH2O+4HF=SiF4+（n+2）H2O 2、主要化学指标 SiO2含量（干品）≥90% 筛余物（4.5цm）≤0.5% 加热减量：4.0-8.0% 灼烧减量：（干品）≤7.0% PH值：5.0-8.0 总铜含量：≤30mg/kg 总锰含量：≤50mg/kg 总铁含量：≤1000mg/kg DBP吸收值：2.00-3.50cm3/g 比表面积：不同用途有不同范围，我厂产品控制 145-165m2/g（HT2#） 165-185m2/g（HT1#） 200-300m2/g（HT3#） 3、主要物理性能（配合橡胶品） 拉伸强度≥17.0Mpa 500%定伸强度≥6.3Mpa 扯断伸长度≥675% 四、生产原理 水玻璃和硫酸反应生成水合硅酸 加热 Na2O·mSiO2+H2SO4+nH2o-→Na2SO4+mSiO2·（n+1）H2O↓ 反应完成液经压滤脱水，洗涤、并通过打浆制得白炭黑料浆，经喷
硅及其二氧化硅
硅及二氧化硅教学设计 硅及其二氧化硅在自然界及地壳中存在广泛，是人类生产生活中重要的物质组成材料，从传统的瓷器到现代的芯片，从珍贵的水晶到普通的玻璃水泥，都含有硅元素。人教版必修一的章节中，重点介绍了单质硅、二氧化硅及常见的硅酸盐等物质。根据新课程标准，特设计以下教学设计。 一、学情分析 学生在学习金属元素的基础上（钠、铝、铁），开始接触并学习非金属元素。对于硅这种元素，学生相对比较陌生。为了让学生从宏观到微观，再从微观到宏观全面系统的认识桂硅元素及其化合物，笔者采用实例教学法。 二、教学与评价目标 1.教学目标 【知识与技能】掌握硅晶体及二氧化硅的结构、用途及理化性质 【过程与方法】 通过学生对硅及二氧化硅结构的认识，能够对物质从宏观上进行辨识和微观上进行探析。 【情感态度与价值观】根据硅及其二氧化硅的性质，能从硅及其二氧化硅的组成和结构来解释一定的宏观现象及反应类型。 2. 评价目标 （1）通过对硅及其二氧化硅性质的描述，诊断并发展学生从微观和宏观两个方面对硅及其二氧化硅性质的认识。 （2）通过对硅及其二氧化硅结构用途的描述，诊断并发展学生认识硅及其二氧化硅对人类生活的重要性。 三、教学与评价思路 四、教学流程 Ⅰ宏观现象 准备手机芯片、电脑芯片、水晶、玻璃、沙子、光缆，让学生认识这些物质并探究组成。 Ⅱ微观本质 化学思维 总结上述物质的组成元素，引出硅单质及二氧化硅，并让学生阅读课本，思考硅及其二氧化硅的结构、性质及用途 Ⅲ问题解决 化学科学价值观 1.硅及二氧化硅的结构。 2.硅及二氧化硅的性质。 3.硅及二氧化硅的用途。
【学习任务1】通过沙子、芯片、玻璃、水晶、光缆等物质，总结构成这些物质的元素； 【评价任务1】诊断并发展学生化学知识的探究水平（定性水平）； 学习任务1教学流程图 【学习任务2】学习并探究二氧化硅的结构 【评价任务2】诊断并发展学生对二氧化硅结构的认识，诊断并发展学生对分子式与化学式概念的理解。 学习任务2教学流程图 【学习任务3】硅及其二氧化硅的理化性质 【评价任务3】诊断并发展学生对硅及其二氧化硅性质的掌握 真实情景素材 引发探究 宏观辨识与微观探析 提问：这些物质的组成元素有哪些？ 展示实物 提问：硅及其二氧化硅的用途？ 学生及教师总结：硅及其二氧化硅的分 布及用途 二氧化硅的结构模型 水的结构模型、二氧化碳的结构模型 总结上述物质结构模型的异同，并思考化学式与分子式的区别 总结化学式与分子式的区别，并熟练掌握二氧化硅的结构 发现问题 找出核心 解决问题 宏观辨识 微观探析
白炭黑
白炭黑 白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅、气相二氧化硅、超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO2·nH2O表示，其中nH2O是以表面羟基的形式存在。能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸（氢氟酸除外）。耐高温、不燃、无味、无嗅、具有很好的电绝缘性。 与具有相同硬度和耐磨性的炭黑填充物相比，胎面胶中含有沉淀法白炭黑可改善其抗裂口增长性及撕裂强度。与其他橡胶比较，白炭黑可以相对容易和迅速地与环氧化天然橡胶(ENR)混合。且产物的增强效果也最好。在含有ENR的胶料中，白炭黑的增强效果和炭黑N330相似。在SBR／BR共混体系中加入沉淀法白炭黑制成的乘用车胎面胶的滚动阻力减少50 ，而干、湿牵引性没有明显的改变。 Evans等介绍了一种超高增强沉淀法白炭黑，这种白炭黑用于胎面胶有以下优点：在不使用偶联剂时，胎面胶的滚动阻力降低而冰牵引性能提高；使用偶联剂后可减少胶料的焦烧、硫化时间，改善其抗裂口增长性，提高其扯断伸长率、硬度和300 定伸应力，同时不影响炭黑。 虽然白炭黑与炭黑并用为轮胎胎面胶增强剂时能明显改善胶料的撕裂强度，且能抑制胎面胶老化龟裂，防止胎面产生裂口裂纹，但是这种胶料的耐磨性稍差，扯断变形较大，生热大实际使用过程中，白炭黑必须经改性后才能弥补胶料性能的不足。与炭黑相比，白炭黑表面有一层均匀的硅氧烷和硅烷醇基，硅烷醇基的存在使白炭黑表面易于进行化学反应，这使白炭黑表面可相对容易地进行改性常用于白炭黑表面处理的偶联剂是双(3一三乙氧基甲硅烷基丙基)四硫烷(TESPT)，这种有机硅烷可与橡胶及填料反应，在填料和聚合物分子间引入共价键，从而改善聚合物与填料间的作用。研究发现，使用TESPT后，含2O份沉淀法白炭黑和4O份N332炭黑的胶料可使滚动阻力降低，而胎面胶的磨耗性能和湿牵引性能改变很小。 硫代磷酰基有机物可以和白炭黑发生反应，在白炭黑填充的NR中产生异丙醇，从而形成白炭黑和橡胶的分子桥(Si＆#8943;O—P)，此行为类似于硅烷偶联剂。通过优化白炭黑用量和硫代磷酰基有机物的浓度，可以得到物理机械性能较佳的硫化胶。Ou等研究了烷基化白炭黑对橡胶的增强效果，发现白炭黑烷基化后，试样中键合橡胶的质量分数减少，但是烷基化后提高了白炭黑和橡胶基质的相容性．使白炭黑更容易在NR和SBR中分散，所得硫化物具有更低的滞后损失。但是，烷基化后白炭黑的增强效果明显减弱，这是因为聚合物与填料之间，以及填料与填料之间的相互作用减弱所致。 白炭黑的表面能随着改性而极大地下降。能量分布函数显示，未改性前是各向异性，改性后各向异性程度明显减小。 制备白炭黑的传统方法是利用硅酸钠、四氯化硅、正硅酸乙酯做硅源，除硅酸钠以外，其它成本都很高。新方法采用廉价的非金属矿作为硅源，大大降低了白炭黑的生产成本。 瓦克化学公司（Wacker Chemie）较早前时间对外宣布将着手旗下瓦克硅材料部门（Wacker SILICONES）的内部重组和资源配置，以求巩固其在气相白炭黑领域的全球领先地位。作为该计划中的一部分，瓦克将在2011年关闭位于德国坎普顿的白炭黑工厂，同时瓦克将会将
白炭黑的性能因素
疏水白炭黑是经表面改性处理的高纯度疏水二氧化硅粉体，白色透明、无毒、无味、分散性好，具有较大的比表面和孔容。白炭黑经改性后，阻止了表面二次团聚现象，改善了无机相与有机相的界面相容性，对有机溶剂及油类有很高的吸附能力，具有良好的疏水性。适用于涂料、硅橡胶、塑料、造纸、印刷、陶瓷、食品、医药、电子、纺织等行业中。主要质量技术指标项目含量项目含量SiO2(干基)≥99.5％PH值 6.9-7.1 灼烧失重≤3％DBP 吸收值 2.9-3.5ml/g 加热减量≤1％比表面积200-300m2/g 粒度(平均)≤2um 白度≥96 疏水型白炭黑在聚合物基复合材料中获得了广泛应用，主要用于光学、电学及杂化材料、疏水白炭黑填充的丙烯酸酯类粘合剂，用于多孔性材料，性能好，固化时间短，用于纸张的粘合具有高撕裂强度和耐水性。填充的合成橡胶或热固性树脂粘胶用于化学电镀、印刷电路板具有良好的耐热性能和焊接性能。疏水型白炭黑具有许多普通填料无可比拟的优越性，在耐高温、高强度材料和电子、光学、生物等领域中有更大的使用价值。 本发明公开了一种高孔容二氧化硅的制备方法，它采用可溶性硅酸钠为原料，通过离子交换生成一定浓度的硅酸，在与氨水进行中和反应时，加入碳酸氢铵作扩孔助剂、聚乙二醇作表面活性剂合成高孔容浆料，经压滤、洗涤、有机溶剂置换、蒸馏脱水干燥时加入正丁醇固孔、煅烧及气流粉碎得到颗粒均匀的高孔容二氧化硅超细粉末，生产的二氧化硅具有杂质少、吸油值及孔容高的特点，用于中、高档涂料中消光性能好、透明度高、不黄变。 又称孔体积。单位质量多孔固体所具有的细孔总容积，称为孔容或比孔容Vg。这是多孔结构吸附剂或催化剂的特征值之一。 比孔容常由颗粒密度ρp和真密度ρt按照Vg=1/ρp-1/ρt算出。式中1/ρp-为1g多孔固体的表观体积；1/ρt为lg多孔固体中骨架的体积；两者之差等于孔容。 孔容一般用四氯化碳法测定，利用在一定的四氯化碳蒸气压力下，四氯化碳在多孔固体的内孔凝聚，把孔充满，此凝聚了四氯化碳的体积就是吸附剂孔的体积。 吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示（cm3/g）。 孔容是吸附剂的有效体积，它是用饱和吸附量推算出来的值，也就是吸附剂能容纳吸附剂的体积，所以孔容越大越好。 孔容不一定等于孔体积，因为孔容中不包括粗孔而孔体积包括了所有孔的体积。 (二)色谱柱中多孔填充剂的所有孔洞中流动相所占有的体积。 许多超细粉体材料的表面是不光滑的，甚至专门设计成多孔的，而且孔的尺寸大小、形状、数量与它的某些性质有密切的关系，例如催化剂与吸附剂。因此，测
硅酸盐中二氧化硅含量的测定
硅酸盐中二氧化硅含量的测定 氟硅酸钾容量法 实验原理：测定二氧化硅的氟硅酸钾法，是根据硅酸在有过量的氟离子和钾离子存在下的强酸性溶液中，能与氟离子作用生成氟硅酸离子SiF 6 2- ，并进而与钾离子作用生成氟硅酸钾（K2 SiF 6 ）沉淀。该沉淀在热水中定量水解生成相应的氢氟酸，因此可以用酚酞作指示剂，用NaOH 标准溶液来滴定至溶液呈微红色即为终点。其反应方程式如下：SiO32- + 6F- + 6H+SiF62- + 3H2O SiF62- + 2K+K2 SiF6 K2 SiF6 + 3H2 O 2KF + H 2 SiO3+ 4HF 4HF + NaOH NaF + H2 O 在上述反应中，一个摩尔的SiO32- 转变为四个摩尔的HF ，而HF 与NaOH 反应的摩尔比是1:1 ，由此可知，被测物SiO2 与NaOH 是按1:4 的摩尔比进行化学计量的，即所消耗的每一摩尔的NaOH 仅相当于四分之一摩尔的SiO2，按此关系计算SiO2 的含量。 要使反应进行完全，首先应把不溶性的二氧化硅或不溶性的硅酸盐变为可溶性的硅酸；其次要保证溶液有足够的酸度；还必须有足够的氟离子和钾离子存在。 在水泥分析中，对可溶于酸的样品如普通水泥熟料，纯熟料水泥
以及不含酸性混合材料的各种硅酸盐水泥和矿渣水泥等，可以直接用酸分解。对于不能用酸分解的试样，多采用碳酸钾作熔剂，熔融后再进行分解。其中用硝酸分解试样比用盐酸好些，因用硝酸分解样品不易析出硅酸盐凝胶，同时由于在浓硝酸介质中氟铝酸盐比在同体积的浓盐酸介质中的溶解度大的多，可以减少铝离子的干扰。溶液的酸度应保持在3mol·L -1 左右，过低易形成其它盐氟化物沉淀而干扰测定，但酸量过多会给沉淀的洗涤与中和残余酸的操作带来麻烦，亦无必要。所用的硝酸应一次加入，预防析出硅胶，使测定结果偏低。 氟硅酸钾沉淀完全与否，和溶液体积的关系不是太大，一般在80mL 以内均可得到正确的结果。但在实际操作中，保持在50mL 左右，温度低于30℃以使氟硅酸钾沉淀的反应进行完全。但是当溶液中铝离子的浓度较高时，则易生成难溶性的氟铝酸钾沉淀，这不仅使过滤缓慢，且往往引起分析结果偏高，为消除铝的影响，在能满足氟硅酸钾沉淀完全的前提下，适当控制氟化钾的用量。在一般情况下，于50 ～60mL 溶液中含有50 mg 左右的二氧化硅时，加 1 ～1 .5g 氟化钾已足够。 在一般情况下，沉淀用5% 氯化钾水溶液洗涤2 ～3 次，并控制洗涤液的体积在20 mL 左右，不致引起氟硅酸钾产生明显的水解。如夏天温度较高，可改用5% 氯化钾—25% 乙醇溶液洗涤沉淀。 洗涤过的沉淀在滤纸上放置的时间对测定结果无影响，因此可同时进行几个样品的过滤和洗涤，但中和残余酸时应逐个进行。
《二氧化硅的性质和用途》专项提升2
《二氧化硅的性质和用途》专项提升 一、单选题(本大题共小题，共分) .随着社会的发展，人们日益重视环境问题，下列做法或说法不正确的是（） .绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工农业生产对环境的污染 .高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” .在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋，可防止食物受潮、氧化变质 是指大气中直径接近于×的颗粒物，也称细颗粒物，这些细颗粒物分散在空气中形成混合物具有丁达尔效应 .下列现象或事实可用同一原理解释的是（） .浓硫酸和浓盐酸长期暴露在空气中浓度降低 、漂白粉、活性炭、过氧化钠都能使红墨水褪色，其原理相同 .水玻璃和长期暴露在空气中变质 .常温下铁分别加入浓硫酸和浓硝酸中均无明显现象 .熔融烧碱应选用的器皿是（） .石英坩埚.普通玻璃坩埚.生铁坩埚.陶瓷坩埚 .某氧化物不溶于水，与反应生成易溶于水的化合物，在溶液滴加稀盐酸中，有白色沉淀产生，则原氧化物是（） .能用磨口玻璃塞玻璃瓶存放的试剂是（） .氢氟酸.浓硝酸.苛性钠溶液.硅酸钠溶液 .化学已经渗透到人类生活的各个方面，下列说法不正确的是（） .高铁酸钾（）是一种新型、高效、多功能水处理剂，既能消毒杀菌又能净水 .高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维，光导纤维遇强碱会“断路” .低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料，减少温室气体的排放 .“光化学烟雾”、“臭氧空洞”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化合物有关 .表中所列各组物质中，物质之间通过一步反应实现如图箭头所示方向转化的是（）甲乙丙 （） .下列有关化学基本概念的叙述正确的是（） 和都既能与酸反应，又能与碱反应，均属于两性氧化物 .根据不同的分类标准，可归类为强碱、纯碱、强电解质等
中国白炭黑生产现状及规划建议..
中国白炭黑生产现状和规划建议 杜孟成李剑波 （国家橡胶助剂工程技术研究中心山东·阳谷252300）摘要：就国内白炭黑发展现状及改善其应用性能做了介绍，对白炭黑行业存在的问题进行了分析并对今后的发展提出了建议。 关键词：白炭黑绿色轮胎表面改性纳米技术 1、序言 白炭黑是一种填充补强材料，添加白炭黑制成的轮胎具有良好的抓地力、耐磨性和抗湿滑性能，滚动阻力较一般轮胎减少30％，节省燃油4～6％，有很好的操纵安全性和经济性，被称为“绿色轮胎”或“生态轮胎”。近年来，受能源紧缺、环保政策以及炭黑应用领域的限制，高能耗、高物耗及高污染的炭黑正呈现逐渐被白炭黑所取代的趋势，白炭黑及其制品越来越受到人们的青睐和竞相研究开发。 虽然白炭黑作为弹性体的补强填料具有优秀的性能，但存在如下问题：①多段混炼、耗能大；②粘度随着胶料储存时间延长而增加，导致加工更加困难；③焦烧时间短，加工性能差。另外，新型炭黑及炭黑改性技术的研究开发对白炭黑发展形成了潜在的竞争。因此，开发高品质白炭黑及改善其应用性能的研究工作具有十分重要的社会和经济意义。 2、国内白炭黑的发展现状 白炭黑按其制备方法可分为物理法和化学法。用物理法制备的白炭黑产品档次不高，而橡胶行业所需的白炭黑填充剂通
常是采用化学法生产的，本文仅介绍其化学法生产工艺。化学法可分为干法热解法和湿法，湿法按其生成特征又可分为沉淀法和凝胶法。目前，国内外白炭黑的主流生产工艺是气相法和酸法沉淀法两种。 2.1气相法白炭黑发展现状 2.1.1制备原理 该法工艺原理是采用四氯化硅或甲基三氯化硅等硅的卤化物在氢氧焰中水解，产生的二氧化硅分子凝集成颗粒。这些颗粒互相碰撞，熔结成一体，形成三维、有分支的键状聚集体。一旦这些聚集体温度低于二氧化硅熔点，则进一步碰撞，引起键的机械缠绕，生成附聚物。 2.1.2产品特点及应用范围 气相法生产的白炭黑粒子凝聚少，原生粒子为7～20nm，呈无定形态。表面有残留的硅羟基及硅氧基，有较强的极性，二氧化硅的含量＞ 99.8%，比表面积＞300 cm2/g，是纯度高、粒径小的高品质产品，主要用于室温硫化硅橡胶(RTV)、热硫化硅橡胶(HTV)领域和高档橡塑制品。 2.1.3工艺特点及存在的问题 气相法白炭黑的生产工艺比较简单，但生产过程中具体操作控制比较困难，特别是生产高牌号产品（高比表面积的产品），最难控制的是系统的气相平衡和气固相平衡。合成炉的散热、高效分离器操作控制及氯化氢解吸等是气相法工艺存在的技术难点。在表面改性方面，国际性大公司都是采用在线连续化干
铁矿石中高含量二氧化硅的分析
1 F CL JC TKS 0003 铁矿石二氧化硅的测定盐酸蒸干重量法 F_CL_JC_TKS_0003 铁矿石－二氧化硅的测定－盐酸蒸干重量法 1 范围 本推荐方法采用盐酸蒸干重量法测定铁矿石中二氧化硅的含量。 本方法适用于铁矿石中二氧化硅的测定。 2 原理 试样用碳酸钠熔剂熔融，盐酸浸取，在水浴上蒸干脱水，以盐酸溶解盐类，过滤并灼烧成二氧化硅。 3 试剂 3.1 无水碳酸钠 3.2 焦硫酸钾 3.3 盐酸，ρ1.19 g/mL，1+1，3+97 3.4 氢氟酸，ρ1.15 g/mL 3.5 硫酸，1+4 3.6 乙醇，95％(V/V) 。 4 仪器 4.1 天平：不应低于四级，精确至0.0001g 4.2 铂坩埚：带盖，容量15～30 mL。 4.3 马弗炉：隔焰加热炉，在炉膛外围进行电阻加热。应使用温度控制器，准确控制炉温，并定 期进行校验 5 试样制备 试样必须有代表性和均匀性。大样缩分后的试样不得少于100g，试样通过0.080 mm 方孔筛时的筛余应不超过15%。再以四分法或缩分器将试样缩减至约25g，然后磨细至全部通过0.080mm 方孔筛，装入试样瓶中供分析用，其余作为原样保存备用。 6 操作步骤 6.1 称样 称取0.50g 试样，精确至0.0001g。 6.2 试样测定 将称取的试料置于铂坩埚中，加4g 无水碳酸钠，混匀，再用1g 无水碳酸钠铺在表面。盖上坩埚盖并留有缝隙，先于低温加热，逐渐升高温度至950～1000℃，熔融呈透明熔体，旋转 坩埚使熔融物均匀地附着在坩埚壁上。冷却，将熔体用热水溶出，移入瓷蒸发皿中。 盖上表面皿，自皿口加入10 mL 盐酸及2～3 滴硝酸，待作用停止后取下表面皿，用平头玻璃棒压碎块状物使分解完全，用热盐酸（1+1）清洗坩埚数次，洗液合并于蒸发皿中。将蒸 发皿放在水浴上，皿上放一玻璃三角架，再盖上表面皿，蒸发至干。取下蒸发皿，加入10～20mL 盐酸（3+97），搅拌使可溶性盐类溶解。用中速滤纸过滤，用胶头扫棒以热盐酸（3+97）擦洗 玻璃棒及蒸发皿，并洗涤沉淀3～4 次，然后用水充分洗涤，直至用硝酸银溶液检验无氯离子为