火焰原子吸收光谱法测定白炭黑总铁含量

采用硫酸沉淀法生产白炭黑（沉淀水合二氧化硅），管道容器的腐蚀程度只有从白炭黑成品总铁含量中发现。由此可见，总铁含量测定在白炭黑生产中是不可缺少的。采用经典的邻菲啰啉分光光度法测定铁含量，操作较为繁琐，耗时长，干扰较多，不能满足快速分析的要求。     

石煤尾矿制备白炭黑的研究

利用石煤尾矿制备白炭黑,考察了氢氧化钠浓度、固液比、反应温度、反应时间对二氧化硅浸出率的影响。结果表明:在氢氧化钠浓度为4 mol/L、固液比为1∶4、反应温度为100℃和反应时间为5 h条件下,二氧化硅浸出率为61.8%,白炭黑产品中二氧化硅含量超过90%,主含量达到行业标准。     

油页岩灰渣酸法制备纳米白炭黑碱浸工艺研究

以茂名油页岩灰渣为原料,采用酸法制备白炭黑,考察了碱浸条件对二氧化硅产率的影响。实验得到制取白炭黑的最佳碱浸工艺：碱浓度为3 mol/L、碱用量（氢氧化钠与二氧化硅的物质的量比）为4∶1、碱浸时间为4.0 h、碱浸温度为90 ℃。在最佳条件下,白炭黑的产率为63.79%,粒径为54 nm。制得的白炭黑符合HG/T 3061—1999《橡胶配合剂 沉淀水合二氧化硅技术条件》的要求。     

液相沉淀法制备超疏水纳米白炭黑

以水玻璃为原料,采用硫酸制备纳米白炭黑,并利用硅烷偶联剂S i-75对纳米白炭黑进行疏水改性。通过X射线衍射、透射电镜、红外光谱和热重分析对纳米白炭黑进行表征。粉末X射线衍射（XRD）分析结果显示,纳米白炭黑为非晶态二氧化硅;通过透射电镜（TEM）分析可知,改性后的纳米白炭黑分散性更好,团聚降低,白炭黑一次粒径在20 nm-40 nm,粒子之间相互连接形成链枝结构附聚体;红外光谱（FT-IR）和热重分析（TG）显示,硅烷偶联剂S i-75成功地接枝到纳米白炭黑。活化指数（99.6%）的测定表明,合成的纳米白炭黑具有超疏水性。     

沉淀法白炭黑中灼烧减量和二氧化硅含量测定方法的改进

提出了白炭黑中干燥样品的烧减量,二氧化硅含量测定和加热减量测定同步进行的方法,实际应用结果表明,该方法测定的准确性达到国际要求,与旧方法相比,检测时间缩短一半以上。     

油页岩灰渣碱法制取白炭黑的工艺研究

以广东省茂名市油页岩灰渣为原料,采用碱溶法制备白炭黑,考察了碱溶条件对白炭黑产率的影响。结果表明,碱溶法制取白炭黑的碱溶最佳工艺为：c（氢氧化钠）=4 mol/L, n（氢氧化钠）/n（二氧化硅）=5∶1,碱溶温度为110 ℃, 碱溶时间为4 h,焙烧温度为750 ℃,焙烧时间为2.5 h。在最佳条件下制备的产品,白炭黑的产率为81.49%、白度为98.1%。对白炭黑进行了FT-IR表征及性能测试,所制白炭黑符合化工行业标准（HG/T 3061—2009）的要求。     

二氧化硅制备水溶性硅钾肥的研究

采用二氧化硅和碳酸钾为原料,通过高温煅烧活化二氧化硅制备水溶性硅钾肥。研究了煅烧温度、煅烧时间、氧化钾与二氧化硅物质的量比、二氧化硅粒径等条件对制备水溶性硅钾肥的影响,并通过热重-差示扫描量热法（TG-DSC）、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）等对样品进行了表征。最佳工艺条件：煅烧温度为900 ℃,煅烧时间为30 min,氧化钾与二氧化硅物质的量比为0.85,二氧化硅平均粒径为160 μm。在此条件下制得的硅钾肥具有全水溶性,硅活化率为99.34%,有效硅（以二氧化硅计）质量分数为39.55%,氧化钾质量分数为53.23%。在高温下二氧化硅与碳酸钾的化学反应可抑制碳酸钾的挥发,反应产物的组成不仅含有硅酸钾（K₂SiO₃）,可能还存在二硅酸钾（K₂Si₂O₅）和四硅酸钾（K₂Si₄O₉）。     

煤灰酸浸渣碳分法制备纳米白炭黑性能研究

为实现煤灰渣资源化高效利用,本文以煤灰酸浸提铝后的高硅残渣经焙烧制得的Na₂SiO₃溶液为原料,采用碳分法制取高附加值的纳米白炭黑。通过单因素法,采用比表面积测试法（BET）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）吸油值测定、透射电镜（TEM）、红外光谱分析（FTIR）、X衍射分析（XRD）等分析表征手段,研究不同的实验条件对制得的纳米白炭黑性能的影响,得到碳分法制取纳米白炭黑的最佳实验工况。实验表明,当硅酸钠溶液中SiO₂质量分数为2%、CO₂通气速率为0.5/min、溶液反应温度为65~75℃、反应终点pH为8时,通过陈化、过滤、洗涤、共沸蒸馏、烘干后,可得到粒径为20~40nm、DBP吸油值为3.10mL/g、比表面积为250m²/g、质量分数91.88%的性能最优纳米白炭黑。     

HG/T 3061—2009《橡胶配合剂 沉淀水合二氧化硅》修订建议

针对HG/T 3061—2009《橡胶配合剂沉淀水合二氧化硅》中二氧化硅含量和胶料拉断伸长率指标值以及在水合二氧化硅(白炭黑)胶料物理性能测试中使用标准参比白炭黑提出了一些具体的修订建议。分析认为:现行ISO 5794-1:2010在我国应用时其白炭黑的二氧化硅(灼品)质量分数指标上限偏小(0.97),适宜值为0.98;现行HG/T3061—2009的白炭黑胶料拉断伸长率的A类指标(测试值法)偏大(550%),建议调整为520%。通过代表性白炭黑生产企业对白炭黑产品的质量判定表明,白炭黑胶料物理性能的B类指标(差值法)和C类指标(比值法)测试因为采用了标准参比白炭黑,这两类指标较A类指标更科学、更合理,更具质量控制和工艺指导意义,值得大力推行。     

熔盐法从铁尾矿中制取高纯白炭黑

以铁尾矿和NaOH为原料、NaNO₃为熔盐,在500℃下煅烧3 h,使铁尾矿中的惰性SiO₂转变成活性的硅酸钠相。以浸取硅酸钠溶液作为硅源,利用化学沉淀法成功制备了无定形白炭黑。用X射线衍射仪、红外光谱仪、透射电镜和X射线荧光光谱仪对制取白炭黑的物相结构、粒度形貌和成分含量进行分析。结果表明：白炭黑产品中的SiO₂纯度为99.3%,化学结构为无定形的水合二氧化硅,形貌近似为球状粒子,粒径在100 nm左右。白炭黑的比表面积 (BET)为152 m² •g^-1。     

聚乙二醇/SiO2定形相变材料在沥青中的相变储热性能

利用多孔二氧化硅的良好吸附性,将不同计量的聚乙二醇在硅溶胶胶凝过程中吸附于硅凝胶的孔隙结构中制备聚乙二醇/二氧化硅定形相变材料（PEG/SiO₂ SSPCM）;并将其与熔融沥青共混获得不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料（Asphalt-SSPCM）。借助孔径分析仪和扫描电镜（SEM）表征了载体二氧化硅孔结构和PEG/SiO₂ SSPCM的表观形貌;通过X射线衍射仪（XRD）、综合热分析仪（DSC/TG）和傅里叶红外光谱仪（FTIR）考察了沥青中PEG/SiO₂ SSPCM的晶体结构、储热性能、热稳定性及化学兼容性;通过本文作者课题组研发的温度模拟试验箱测试了Asphalt-SSPCM的降温效果。结果表明,二氧化硅凝胶具有丰富的孔结构并能将聚乙二醇吸附于其介孔结构中;沥青中PEG/SiO₂ SSPCM仍含有聚乙二醇晶体,其储热能力随聚乙二醇含量的增加而增大,当聚乙二醇含量为76.1%时,相变焓高达117.5J/g,且不同聚乙二醇含量的沥青-定形相变材料均表现出良好的热稳定性;PEG/SiO₂ SSPCM与沥青的化学兼容性良好,二者之间仅是物理作用;Asphalt-SSPCM的降温效果显著,可有效改善沥青路面的高温性能;并基于相变理论,分析了沥青-定形相变材料的相变储热原理。     

用1，10－二氮杂菲分光光度法测定沉淀法白炭黑中的铁含量

提出并研究了使用１，１０－二氮杂菲分光光度法测定沉淀法白炭黑中铁含量的分析方法。其具体步骤为：首先用氢氟酸处理试样，使沉淀法白炭黑（二氧化硅）转化成四氟化硅气体逸出。而后在ｐＨ为４～５条件下，用盐酸羟胺处理剂将残留液中的三价铁离子还原成二价铁离子，加入１，１０－二氮杂菲显色剂（与二价铁离子反应可生成橙红色络合物），再用分光光度法测定其中的铁含量。实验表明，本方法原理可靠，分析步骤简便，抗铜、锰离子干扰性强，精密度与准确度较高。     

PVA/nano-SiO2原位聚合薄膜性能的研究

采用溶胶-凝胶与原位聚合技术,制备了不同纳米二氧化硅（nano-SiO₂）含量的聚乙烯醇/二氧化硅（PVA/SiO₂）杂化薄膜。研究了纳米颗粒的引入对PVA/SiO₂薄膜热学和力学性能的影响。结果表明:SiO₂含量较低时只降低PVA/SiO₂结晶度,而含量较高时结晶度和结晶尺寸均降低;SiO₂的加入拓宽了PVA的玻璃化转变温度（T_g）范围,提高了PVA的热稳定性;PVA/SiO₂的拉伸强度、拉伸模量得到增强,而断裂伸长率则呈下降趋势。SiO₂质量分数为5%时,PVA/SiO₂薄膜的综合性能最佳。     

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Fumed Silica）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。     

用1，10-二氮杂菲分光光度法测定沉淀法白炭黑中的铁含量

提出并研究了使用１，１０－二氮杂菲分光光度法测定沉淀法白炭黑中铁含量的分析方法。其具体步骤为：首先用氢氟酸处理试样，使沉淀法白炭黑（二氧化硅）转化成四氟化硅气体逸出。而后在ＰＨ为４－５条件下，有盐酸羟胺处理剂将残留液中的三价铁离子还原成二价离子，加入１，１０－二氮杂菲显色剂（与二价铁离子反应可生成橙红色络合物），再用分光光度法测定其中的铁含量。实验表明：本方法原理可靠，分析步骤简便，抗铜，锰离子干     

X射线荧光光谱法测定 白炭黑中主、次、微量成分

采用偏硼酸锂熔融制样的方法,建立了白炭黑中二氧化硅、三氧化二铝、氧化钠、氧化钾、三氧化二铁、氧化钙、氧化镁、二氧化钛、氧化锰的X射线荧光光谱分析方法。熔融实验结果表明,以碘化铵作为脱模剂,熔剂和样品质量比为5∶1,在1 100 ℃下熔融10 min可得到较好的熔样效果。选用与白炭黑基体类似的硅质砂岩标准物质,同时将其与光谱纯二氧化硅按不同比例混合配制成组分含量有一定梯度的校准样品,有效地解决了白炭黑XRF测定的校准样品缺失的问题,并采用变化的理论α影响系数法对基体效应进行了考察。精密度实验结果表明,各组分的相对标准偏差（RSD,n=11）在0.33%~7.71%。用本方法对实际样品中上述成分进行测定,与湿法化学分析法结果一致。     

载体表面羟基种类对DMO加氢用Cu/SiO2催化剂性能的影响

通过程序升温焙烧改变气相纳米二氧化硅表面的羟基含量及种类,并以其为载体,采用蒸氨法制备了Cu/SiO₂催化剂,使用比表面积测试（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、漫反射傅里叶变换红外光谱（DRIFT）、X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、H₂程序升温还原（H₂-TPR）、NH₃/CO₂程序升温脱附（NH₃/CO₂-TPD）、X射线光电子能谱（XPS）、俄歇电子能谱（AES）等方法研究了Cu/SiO₂催化剂的结构和酸碱性,采用固定床反应器在低温（448K）、低压（1.5MPa）的反应条件下进行草酸二甲酯加氢制备乙二醇的反应,评价其催化活性。结果表明,高温焙烧二氧化硅载体可显著改变后续合成Cu/SiO₂催化剂的结构并降低其酸碱性,对提高乙二醇选择性和降低草酸二甲酯加氢过程中醇类或醚类副产物的选择性具有明显的促进作用。但同时该过程会导致催化剂的活性降低,载体焙烧（473K）后合成的催化剂均需要提高氢酯比方能获得最佳反应结果。其中经873K焙烧的二氧化硅制备的Cu/SiO₂-4催化剂,在最佳反应条件下乙二醇的选择性由低温焙烧后的92%左右提升到97%以上,草酸二甲酯转化率保持在100%。     

白炭黑灼烧减量及二氧化硅含量测试方法探讨

白炭黑试样的加热减量对灼烧减量及二氧化硅含量的测试影响极大。本文根据多年积累的经验，就如何保证白炭黑灼烧减量、二氧化硅含量测试结果的真实性提出了自己的见解。     

氨基化修饰介孔二氧化硅用于疏水性药物的负载和释放

为了提高介孔二氧化硅（MSN）对疏水性药物的负载能力,在合成二氧化硅后对其表面进行氨基化修饰。以二氧化硅粒子对盐酸非索非那定（FXD）的负载量作为评价标准,在最适宜制备工艺条件,MSN和氨基化修饰二氧化硅（MSN-NH₂）对FXD的最大负载效率分别为28.1 mg/g和39.3 mg/g。通过FXD累计释放实验表明, MSN-NH₂-3和MSN在32 h的累计释放量分别达到59.3% 和67.7%,说明氨基化修饰二氧化硅可以增强药物缓释能力。采用Korsmeyer-Peppas 方程拟合分析二氧化硅对FXD的累计释放数据,MSN-NH₂-3的释放动力学参数（k=13.41）小于MSN（k=19.64）,实验结果表明氨基化使二氧化硅对FXD的负载效率提高了11.2 mg/g,32 h FXD累计释放降低了8.4%。     

煤矸石酸浸废渣制备白炭黑的工艺研究

白炭黑是白色粉末状无定形硅酸和硅酸盐产品的总称,其用途十分广泛。煤矸石酸浸提铝后所得废渣中含有大量的二氧化硅（质量分数为80%~90%）,以其为原料制备白炭黑可有效利用资源,变废为宝。研究以煤矸石提铝废渣与碳酸钠在750~850 ℃下熔融反应、200 ℃下高压水溶得到硅酸钠溶液,通过碳分制得白炭黑。实验得到最佳碳分工艺条件：硅酸钠硅钠比为1.5（Na2O与SiO2物质的量比）、硅酸钠质量浓度为1.07 g/cm3、添加剂乙醇为4 mol/L、聚乙二醇（PEG）为1.11×10-5 mol/L、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为9×10-4 mol/L。结果表明,在最佳条件下得到的白炭黑产品性能最佳。