亚微米级硫酸钡的制备及表面改性研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文亚微米级硫酸钡的制备及表面改性研究论文作者：张贝贝学生类别：全日制学科门类：工科学科专业：化学工艺指导教师：胡琳娜职称：教授资助基金项目：DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalTechnologyHEREISTHETITLEOFDISSERTATION/THESISStudyonpreparationandsurfacemodificationofsubmicr

2、onBariumsulfatebyZhangBeibeiSupervisor:Prof.HuLinnaMay2017摘要硫酸钡作为一种具有无毒、无味、化学性质稳定、耐酸碱性等优点的环保功能性材料而被广泛应用于众多领域。国内都在积极的进行硫酸钡制备工艺的改进，旨在获得粒径小、形貌规整的高品质硫酸钡产品。但是目前的工业产品在品质和性能等方面还存在一些问题：一方面由于超细粒子具有高表面能，在制备和应用中相邻颗粒间容易发生团聚或结块；另一方面BaSO4颗粒表面具有强极性，表现为亲水疏油，与有机聚合物的亲和性较差，在应用过程中容易和聚合物

3、分离，限制了硫酸钡产品的应用。因此，在硫酸钡生产过程中，使颗粒分散稳定、防止颗粒间团聚、改变其亲水疏油性仍是当前研究的难点和重点。以工业级氯化钡和硫酸镁为原料，采用化学沉淀法，通过实验探索确定了制备硫酸钡粉体的适宜工艺条件：EDTA加入量为6%，反应物浓度为0.5mol/L，温度为45℃，滴速为50d/min，搅拌转速为200r/min，陈化6h，反应终点pH=8。选取聚乙二醇400作为分散剂，加入量为1.0wt%，得到分散性好，D50=0.56μm，粒径分布在0.5-1μm之间的BaSO4颗粒。并探讨了聚乙二醇400的分散作用

4、机理和添加剂对产物微观形貌和粒径分布的调控机理。滤液用于制备氯氧镁水泥，既解决了滤液污染，又可以提升其经济价值。选用棕榈酸钠和十二烷基磺酸钠及其与硬脂酸钠复合作为改性剂，采用表面改性方法制备疏水硫酸钡。用棕榈酸钠对硫酸钡产品进行表面改性，当棕榈酸钠加入量1.5wt%、反应温度60℃，产品活化度能达到99.90%；用硬脂酸钠替代30%的棕榈酸钠时，产品的活化度为99.89%，且其产品的耐热性较单一改性剂改性的产品得到了提高。用十二烷基磺酸钠对硫酸钡产品进行表面改性，加入量1.0wt%、反应温度80℃、反应时间80min、搅拌速度5

5、00r/min，产品的活化度为99.33%。十二烷基磺酸钠/硬脂酸钠复合最佳替代比为10%,产品的活化度为99.78%，改性后产品的耐热温度较单一改性剂改性提高了20℃。对表面改性机理和复合改性剂之间的作用进行了探讨。选用棕榈酸钠、十二烷基磺酸钠及其与硬脂酸钠复合作为改性剂，原位制备疏水硫酸钡。当棕榈酸钠加入量1.0wt%，产品活化度达到99.80%，用硬脂酸钠钠替代30%的棕榈酸钠时，产品的活化度为99.81%，产品的耐热性提高了20℃。位改性机理进行了探讨。关键词：亚微米级硫酸钡，粒径，形貌，分散剂，表面改性，原位改性，棕榈

6、酸钠，十二烷基磺酸钠IIIABSTRACTBariumsulfateiswidelyusedinmanyfieldsasanenvironmentallyfriendlyfunctionalmaterialwiththeadvantagesofnon-toxic,tasteless,chemicallystable,acidandalkaliresistance.Domesticisactivelyengagedintheimprovementofbariumsulfateproductionprocess,aimedatobt

7、aininghigh-qualitybariumsulfateproducts,getasmallparticlesize,regularmorphologyofbariumsulfateproducts.Currentindustrialproducts,someproblemsstillexistinsuchaspectsasqualityandyield:Becauseofthehighsurfaceenergyoftheultrafineparticles,theagglomerationoftheadjacentpar

8、ticlesiseasytooccurinthepreparationandapplication.Besides,thesurfaceofBaSO4particlesareshownasstrongpolarity,whichcausedthepooraffi