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白炭黑作为填充剂和增稠剂,被广泛应用在橡胶,轮胎,吸附剂、牙膏等产品中。二氧化硅消光剂可以改变涂膜表面光学性能的有效助剂,广泛应用于在涂料和油漆中。目前工业中制备这两类产品的主要方法为沉淀法和气相法,由于技术差距沉淀法制备的白炭黑粒径较大,颗粒度分布宽,而且分散性不好,因此国内工业上制备二氧化硅消光剂的水平和国外知名品牌仍有差距,高品质产品的制备方法和工艺改善需要进一步加强。传统沉淀法制备的反应器使用的搅拌釜,按照比较经典结晶动力学理论可知,过饱和度是制备纳米颗粒过程的重要因素之一。搅拌反应器得不到过饱和度低,且混合效果差,制备得到的产品使用性能差。因此开发强混合、高效传质设备是解决存在问题的关键。以硅酸钠和硫酸作为原料,采用新型研制的膜分散微反应器,成功制备出大比表面积、大孔容的白炭黑。实验深入研究反应终点pH值、硫酸浓度、硅酸钠流速和浓度、等条件因素对沉淀法制备出白炭黑的比表面积、孔径、孔容和颗粒直径等性质的影响规律。由于膜分散微反应器能够强化反应物传质,提高生成物的过饱和度,增加成晶核的数目,因此可以形成细小而且均匀的初始颗粒。通过白炭黑样品的TEM照片测量可以测量出二氧化硅初始颗粒粒径仅仅为5.3nm,然而比表面积可以高达400m2/g。通过实验结果表明终点pH值是影响实验室产品的比表面积重要因素:随着终点pH升高,初始颗粒粒径逐渐增大,白炭黑样品的比表面积有所降低,从实验结果显示,采用新型的膜分散微反应器可以制备出比表面积和孔容分别为402.0m2/g和2.5mL/g的白炭黑。为解决堵塞问题,改进原有微反应器,采用孔径大的微筛孔代替微孔膜,采用新型微筛孔微反应器,硅酸钠和稀硫酸做为原料,制备了初始颗粒粒径约为10nm的水合二氧化硅沉淀,经抽滤得到的产品,以乙醇作为分散溶剂将滤饼再次分散,经过喷雾干燥的方式得到蓬松性好的二氧化硅消光剂。在实验中研究了反应终点pH值、喷雾干燥分散液中乙醇含量对二氧化硅消光剂孔分布的影响规律。通过实验结果表明:由于微筛孔微反应器强化传质,而且提高过饱和度和颗粒的均匀度,形成的初始颗粒粒径较小,从而有利于产品得到大的孔容和孔径;以乙醇作为分散溶剂,在喷雾干燥过程中乙醇保持大孔不塌陷,提高消光剂产品蓬松性。当反应终点pH值为8.5时,制备出产品的比表面积为251.4m2/g、孔容为2.1mL/g和孔径为34.1nm的二氧化硅消光剂。实验室样品与气相法二氧化硅消光剂产品性质对比,发现两种样品的孔容和孔径性能相差不大,但采用微筛孔反应器制备的成本大大降低。在微筛孔反应器中,以硅酸钠和硫酸为原料,通过加入甲醇、乙醇或正丙醇等有机物作为溶剂,有机溶剂在反应过程结合生成的硅羟基,制备出高分散性样品。在分散相乙醇含量60%时,实验获得得到的初始颗粒在20-30nm,堆积成可再分散的球形颗粒。实验获得一种简单、连续制备高分散白炭黑的方法。