硅溶胶的制备及其铝改性的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文硅溶胶的制备及其铝改性的研究姓名：田华申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：陈连喜20080501武汉理：[大学硕士学位论文中文摘要硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液，为无定形Si02粒子在水中形成的稳定分散体系。作为一种重要的无机高分子材料，硅溶胶已广泛应用于化工、精密铸造、纺织、造纸、涂料、食品、电子、选矿等领域。论文以硅粉为原料，采用碱性物质NaOH、Na2Si03作催化剂，通过硅粉一步溶解法制备硅溶胶。研究了硅溶胶的制备工艺条件，包括反应时间、反应温度、硅粉用量和催化剂用量等对硅溶胶性能的影响，

2、并对两种最佳工艺条件下制备的硅溶胶进行了结构表征。以NaOH作为催化剂制备硅溶胶的最佳工艺条件是：在200mL去离子水中加入259硅粉和O．169氢氧化钠，在温度为90℃下反应8h，能得到粘度为5．3mpa．S，波美度为15，pH值为8．5的硅溶胶。以Na2Si03作为催化剂制备硅溶胶的最佳工艺条件是：在200mL去离子水中加入309硅粉和2．34g硅酸钠，在温度为90℃下反应8h，此条件下制备的硅溶胶粘度为5．9mpa．S’波美度为20，pH值为9．O。以硅酸钠为原料，通过溶解、酸化、碱化、熟化，得到浓度、粒径较小的硅溶胶。采用了硫酸铝、氯

3、化铝和硝酸铝三种铝盐对其进行改性，研究了改性硅溶胶的刖Si比由O．05逐渐增加到0．25的过程中，改性硅溶胶的各项性能参数的变化情况，探讨了改性硅溶胶的最佳工艺条件，并对最优条件下制备的改性硅溶胶进行了结构表征。本文对硅粉一步溶解法制备的硅溶胶及铝改性硅溶胶的稳定性进行了分析：在碱性条件下时，硅溶胶pH值在8．5～lO最稳定；在酸性条件下时，pH值为3~4比较稳定；pH值为7左右极不稳定。低浓度硅溶胶改性后稳定性较好，而高浓度硅溶胶改性后稳定性差。三种铝盐改性低浓度硅溶胶中，当改性程度为0．15时，硫酸铝改性得到的铝改性硅溶胶稳定性最好。关键

4、词：催化剂；硅溶胶；铝盐；改性武汉理工大学硕士学位论文ABSTRACTSilicasolisakindofcolloidsolutionwelldispersingcorpusclesofsilicainwater．ItisastableanddispersivesystemasamorphousSi02particleinwater．Asanimportantinorganicpolymermaterial，ithasbeenwidelyusedintheareaofchemicalengineering，casting，textile，p

5、apermaking，coating,food，electron,oredressingandSOon．Usingsodiumhydroxideandsodiumsilicateascatalyst,silicasolwaspreparedbythereactionofsiliconpowderwitllwaterthroughdissolvingmethodinthisthesis．Theeffectofvariousconditions，suchastemperature，time，usageofsiliconpowderandcatal

6、ystonpreparationofsilicasolWasinvestigated，andpropertiesofsilicasolwerealsoanalyzed．Thestructuresofsilicasolthatpreparedatthemosteffectivereactionconditionswereidentified．Usingsodiumhydroxideascatalyst，themosteffectivereactionconditionswere"259siliconpowerand0．169sodiumhydr

7、oxidein200mLwater,at90"(2continuouslyWasreacted8h，thensilicasolWasobtained：viscositywas5．3mpa‘S，andBeaum6degreeWas15，andpHWas8．5．Usingsodiumsilicateascatalyst,themosteffectivereactionconditionswere：309siliconpowderand2．349sodiumsilicatein200mLwater,at90"(2continuouslyWasrea

8、cted8hthensilicasolWasobtained：viscositywas5．9mpa‘S，Beaum6degreeWas20andpHWas9．0．A