高嶺土對三維立體結(jié)構(gòu)晶須的催化合成作用原理

時間：2014-05-14 10:24:59

作者：世邦機器

T-ZnOW是具有對稱的三維立體結(jié)構(gòu)的晶須。多項研究表明，它除了和其它晶須一樣具有很高的強度外，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復合材料呈現(xiàn)各向同性的物理性能；它具有半導體性，可以用來制造抗靜電復合材料；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，多種廉價的黏土型礦物對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可達到卓越的催化效果；探索了模板催化劑的結(jié)構(gòu)和用量、溫度及氣相反應(yīng)體系的過飽和度對反應(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，針部長為40?50μm，長徑比為10?20。同時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)體系中鋅蒸氣的擴散、平衡。當原料投入體系中，開始受熱時，雖然體系的溫度很高，但由于高嶺土是熱的不良導體，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去使用的白炭黑而實現(xiàn)產(chǎn)品價格的下降，使T-ZnOW可以成為一種廉價的增強增韌劑，廣泛應(yīng)用于材料的增強增韌。