高嶺土對(duì)三維立體結(jié)構(gòu)晶須的催化合成作用原理

時(shí)間：2014-05-14 10:24:59

作者：世邦機(jī)器

T-ZnOW是具有對(duì)稱的三維立體結(jié)構(gòu)的晶須。多項(xiàng)研究表明，它除了和其它晶須一樣具有很高的強(qiáng)度外，還具有多種其它的優(yōu)異性能。例如它是各向同性材料，可以使T-ZnOW復(fù)合材料呈現(xiàn)各向同性的物理性能；它具有半導(dǎo)體性，可以用來(lái)制造抗靜電復(fù)合材料；它又具有吸收紫外線的性能，可提高材料的耐老化性能；它同時(shí)又是高密度性材料，這種性能可使其用于隔聲減振材料的填料，可用于音響器材等。

陳爾凡等研究了在高溫氣相氧化法中，多種廉價(jià)的黏土型礦物對(duì)T-ZnOW的催化作用，發(fā)現(xiàn)以高嶺土加工設(shè)備，高嶺土加工技術(shù)煅燒高嶺土為模板催化劑時(shí)可達(dá)到卓越的催化效果；探索了模板催化劑的結(jié)構(gòu)和用量、溫度及氣相反應(yīng)體系的過(guò)飽和度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物形態(tài)的影響，選擇在適宜工藝條件(高嶺土鍛燒溫度為920?1100℃，同時(shí)以一定的速度向爐內(nèi)通人壓縮空氣，使鋅粉與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)；高嶺土添加量為14%)下制備了T-ZnOW。結(jié)果表明，所制晶須形態(tài)均一規(guī)整，表面平滑，發(fā)育良好；T-ZnOW含量和收率均大于95%，其任意兩針間的夾角均為109.471°，基部直徑為3.0?4.0μm，針部長(zhǎng)為40?50μm，長(zhǎng)徑比為10?20。同時(shí)分析了高嶺土在制備T-ZnOW中的催化作用。

①控制反應(yīng)體系中鋅蒸氣的擴(kuò)散、平衡高嶺土催化劑和白炭黑一樣可以控制反應(yīng)體系中鋅蒸氣的擴(kuò)散、平衡。當(dāng)原料投入體系中，開(kāi)始受熱時(shí)，雖然體系的溫度很高，但由于高嶺土是熱的不良導(dǎo)體，因此可起到阻熱作用，使原料中的鋅粉由外到內(nèi)逐步受熱，控制鋅粉的升溫速度，使鋅粉逐步轉(zhuǎn)化為鋅蒸氣，起到控制鋅蒸氣濃度及反應(yīng)過(guò)飽和度的作用。

②增加氧的活性能力高嶺土結(jié)構(gòu)所含的OH-可活化氣氛中的氧，增加氧的活性能力，以控制T-ZnOW成核和反應(yīng)體系的過(guò)飽和度。

③使原料結(jié)構(gòu)松散陳化鋅粉和煅燒高嶺土混合好的原料結(jié)構(gòu)松散，并且煅燒高嶺土經(jīng)過(guò)950℃或更高溫度下處理，存在大量的通道及孔洞有利于鋅蒸氣的擴(kuò)散，并且受高嶺土的控制，逐步生成的鋅蒸氣能夠與體系中的氧充分、快速地混合到一起，生成T-ZnOW晶體，提高了晶體的含量和收率。

由于這種鍛燒高嶺土在混合原料中所占的比例相對(duì)于白炭黑要少得多，這樣就可以在使用較少催化劑的條件下，生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，既節(jié)約成本，又可減少固體廢料的排放。所以煅燒高嶺土可以代替過(guò)去使用的白炭黑而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品價(jià)格的下降，使T-ZnOW可以成為一種廉價(jià)的增強(qiáng)增韌劑，廣泛應(yīng)用于材料的增強(qiáng)增韌。