白炭黑的制备研究进展

白炭黑项目可行性研究报告一、项目背景白炭黑，也被称为气相沉淀炭黑（Gas Phase Precipitated Carbon Black），是一种高性能的黑色颜料，在橡胶、塑料、油墨、涂料等行业被广泛使用。

由于其良好的分散性、导电性和耐磨性，白炭黑在各种领域中都有着重要的应用价值。

近年来，随着环境保护意识的增强和人们对产品质量要求的提高，传统的白炭黑生产方式已经面临一定的挑战。

传统生产方式中产生的废水、废气等环境污染问题已经引起人们的关注，因此寻找一种新的、环保、高效的白炭黑生产技术成为了行业的发展方向之一。

目前，高温气相法是一种被广泛应用的白炭黑生产技术，该技术具有成本低、生产效率高、产品质量好等优点，受到了产业界的广泛认可。

基于以上背景，我们计划进行白炭黑项目的可行性研究，旨在探讨新型白炭黑生产技术在实际应用中的优势和潜在问题，为项目的实施提供科学的依据。

二、项目概况本项目拟在国内选择适宜的地区建设一条年产5000吨白炭黑的生产线，主要产品用于橡胶、塑料、油墨、涂料等行业。

在项目建设过程中，将采用高温气相法生产技术，以减少环境污染、提高生产效率、降低生产成本。

项目总投资约为1亿元人民币，主要包括设备采购、厂房建设、劳动力成本等方面。

项目建设周期约为1年，预计建成后将创造50个直接就业岗位和100个间接就业岗位，为当地经济发展做出积极贡献。

项目预计年产值为3000万元人民币，年税收收入约为500万元人民币，为地方政府提供可观的财政收入。

三、市场分析白炭黑是一种重要的功能性材料，在橡胶、塑料、油墨、涂料等行业有着广泛的应用。

随着人们对产品品质要求的提高和环境保护意识的增强，白炭黑市场需求量逐渐增加。

目前，我国白炭黑市场主要由进口产品占据，国内生产的白炭黑产品大多品质参差不齐，价格较高，产量不足以满足市场需求。

因此，新型生产技术的引入将有望填补国内白炭黑市场的空白，提高国内产品的市场竞争力。

根据市场调查数据显示，近几年我国白炭黑市场需求呈现稳步增长的趋势，预计未来几年市场规模将持续扩大。

白炭黑研究报告
白炭黑是一种特殊的材料，它是由白炭黑微粒组成的黑色细粉末。

白炭黑具有特殊的光学、热学、化学和物理性质，因此在许多领域都有很多的应用。

白炭黑的生产工艺和应用技术正在不断地进行研究和探索，这些研究对于提高白炭黑的性能、降低生产成本以及拓展白炭黑的应用领域具有重要的意义。

近年来，白炭黑的研究重点主要集中在以下几个方面：
1. 白炭黑的生产工艺研究。

目前，白炭黑的生产主要采用炭黑反应法、氧化铝反应法和硅酸钠反应法等方法。

不同的生产方法对白炭黑的质量和性能有着明显的影响，因此需要进行更深入的研究和探索。

2. 白炭黑的性能研究。

白炭黑的性质对于其应用具有重要的影响。

目前，白炭黑的光学、热学、化学和物理性质正在得到深入研究，以便更好地满足不同领域的应用需求。

3. 白炭黑的应用研究。

随着对白炭黑性能的深入了解，人们对其应
用领域的拓展也越来越广泛。

目前，白炭黑已经广泛应用于橡胶、塑料、涂料、油墨、纺织品、电子器件等领域。

未来，随着技术和研究的不断进步，白炭黑的应用领域还将进一步扩展。

总之，白炭黑的研究和应用具有重要的意义，它将为我们提供更多的材料选择和技术支持，创造更多的商业机会和社会价值。

白炭黑表面改性及应用研究进展白炭黑是水合SiO2，外观呈白色，一次粒径为20～40nm，属于纳米材料。

做为橡胶工业用增强填料，2005年世界沉淀法白炭黑消耗70万t，2010年可能会超过80万t。

白炭黑能大幅度提高胶料的物理机械性能，减少胶料滞后、降低轮胎的滚动阻力受到广泛的关注[2]。

白炭黑具有特殊的表面结构(带有表面羟基和吸附水)、特殊的颗粒形态(粒子小，比表面积大等)和独特的物理化学性能，广泛应用于橡胶、塑料、涂料、医药、日用化工诸多领域。

1.1 白炭黑的表面结构白炭黑是二氧化硅的无定形结构，系以Si原子为中心，O原子为顶点所形成的四面体不规则堆积而成的。

白炭黑表面存在三种羟基：一是孤立的自由羟基；二是连生的、彼此形成氢键的缔合羟基；三是双生的,即两个羟基连在一个Si原子上的羟基，孤立的和双生的羟基都没有形成氢键。

由于表面能较大，聚集体倾向于凝聚，产品的应用性能受到影响：如在橡胶硫化系统里不能与聚合物很好地相容和分散，在轮胎中大量使用需要同时加入硅烷偶联剂等等。

为了提高白炭黑与聚合物之间的相容性，提高炭黑粒子在胶料中的的分散能力，消除粒子表面电荷，需要对白炭黑进行表面改性，以改善其应用效果，提高产品的附加值，拓展产品的应用领域。

1.2 白炭黑表面改性方法白炭黑的表面改性就是利用一定的化学物质通过一定的工艺方法使其与白炭黑表面上的羟基发生反应，消除或减少表面硅醇基的量，接枝或包覆其他化学物质，使产品由亲水性变为疏水，以达到改变表面性质的目的[2]。

主要改性方法如下：（１）表面活性剂改性：采用钛酸酯偶联剂、硬脂酸或硬脂酸盐等覆盖在粒子表面，改变粒子的部分性能；（2）硅烷偶联改性：采用有机基团取代白炭黑的表面羟基，使其有机硅烷化。

（3）包覆改性：在粒子周围均匀地包覆一层其它物质的膜。

2.白炭黑改性研究现状2. 1表面活性剂改性国外白炭黑的表面改性研究起步于20世纪60~70年代，Thammathadanukul[3]等人比较了几种表面改性的沉淀SiO2对天然橡胶混合物的补强性能。

实验内容一、所用试剂及仪器试剂：氨水（AR，3/32.1cm g =ρ，含3NH 量25%~28%），氟硅酸（AR，3/91.0cm g =ρ，含62SiF H 量30%~32%），亚甲基蓝标准溶液（亚甲基蓝浓度0C ：166.88mg/L）、无水乙醇等。

仪器：恒温水浴锅，分析天平，真空烘箱，真空过滤器、超声波振荡仪，塑料烧杯，容量瓶，量筒，胶头滴管等。

二、实验原理1、氟硅酸和氨水常压反应,生成氟化铵及二氧化硅。

沉淀二氧化硅经洗涤、烘干后,即得白炭黑成品。

反应方程式为：OH F NH SiO OH NH SiF H 242462466++↓=+2、用吸光度表征白炭黑比表面积的原理：（1）、白炭黑能吸附亚甲基蓝，测定被白炭黑吸附后的亚甲基蓝溶液的吸光度。

被白炭黑吸附后亚甲基蓝溶液的吸光度越小，则白炭黑的吸附量越大，其比表面积也就越大。

（2）、亚甲基蓝溶液在665nm下有最大光度吸收值，利用此性质绘制此条件下的亚甲基蓝的标准吸收曲线，并测定未知亚甲基蓝溶液的浓度，进而求白炭黑的吸附量。

三、实验方法要想获得高比表面积的白炭黑，须使用低浓度的物料进行反应；合适的停留时间、适宜的氨水过量系数、高搅拌强度、较低的反应温度对生成高比表面积的白炭黑较为有利。

本实验采用单因素变量法，通过控制物料浓度、搅拌强度、PH值等，分别依次对氨水过量系数、反应温度和反应时间进行研究。

四、实验步骤1、制备粗白炭黑取氟硅酸10ml 稀释至25ml，将氨水缓慢滴加到氟硅酸溶液中，反应过程中控制PH 为8及恒定搅拌转速。

2、白炭黑的预处理氟硅化合物中的−26SiF 时是硅的六配位结构，在氨解过程中极不稳定．在解离的同时六配位的氟硅酸根倾向于快速聚合成微小的粒子。

经洗涤后，醇可溶物、水可溶物可与硅酸沉淀分离。

再将经洗涤后的白炭黑进行真空抽滤，将所得滤饼放入真空烘箱（105℃)中进行干燥，称重，记为1m ，研碎，放入干燥器中，待用。

3、白炭黑比表面积的表征1）、取亚甲基蓝溶液ml V 200=加水稀释至50ml，加入g m 2.00=白炭黑产品后，放入超声波振荡器中振荡1h。

利用稻壳制备白炭黑的研究进展吕久忠发布时间：2021-08-26T02:22:57.577Z 来源：《中国科技教育》2021年第5期作者：吕久忠1，2 王春雷1 朱蕾1[导读] 白炭黑是一种水合二氧化硅，目前工业生产的白炭黑主要有两种类型，气相白炭黑和沉淀白炭黑[1]。

1.无锡菲勒高性能材料有限公司江苏无锡 214000；2.宿迁梽弘建筑工程技术服务有限公司江苏宿迁 223800摘要：稻壳是稻谷加工的副产品，含有丰富的二氧化硅是制备白炭黑的优质可再生资源。

稻壳基白炭黑纯度高、粒度细在聚合物填充补强、油漆、涂料吸附催化等领域具有重要作用。

稻壳基白炭黑的制备和性能受到了广泛关注，本文综述了稻壳制备白炭黑的研究成果，对各技术方法进行了对比分析，以期对稻壳资源的高效开发提供参考。

1、引言白炭黑是一种水合二氧化硅，目前工业生产的白炭黑主要有两种类型，气相白炭黑和沉淀白炭黑[1]。

气相白炭黑是采用四氯化硅与氢气、氧气共同燃烧，通过化学气相沉积法制备。

气相白炭黑纯度高、粒径细小、比表面积大。

沉淀法白炭黑是采用硅酸钠溶液与碱液反应，然后进行酸化沉淀得到白炭黑。

沉淀法白炭黑杂质相对多，其粒径一般也比较大。

虽然这两种方法能够高效制备白炭黑，但随着环境保护和资源的利用，采用这种化学合成法面临着资源逐渐减少和环境污染的压力。

稻壳是一种可再生的生物质资源，含有丰富的二氧化硅，是制备白炭黑的良好替代资源。

目前，国内利用稻壳制白炭黑和纳米白炭黑的研究甚多，其工艺可分为干法和湿法两种。

干法为直接燃烧稻壳得稻壳灰，后经粉碎制得白炭黑，其工艺简单，制造成本低，缺点为产品质量低，白度不高，产品质量有待提高。

湿法为先将稻壳灰和碱反应生成水玻璃，水玻璃和酸反应生成白炭黑，生产的白炭黑产品质量高，但工艺较复杂。

2 干法工艺制备稻壳基白炭黑刘厚凡等[2]以稻壳为原料，通过在稀盐酸中煮沸、干燥后，在一定温度下煅烧，可制得优质白炭黑，产品白度在93%以上，二氧化硅质量分数在98%以上，粒径为50nm 左右。