01(颗粒大小和团聚)传统沉淀法制白炭黑的研究进展

白炭黑在碳酸钠溶液中的溶解度实验研究郑超王洪海龚文三门峡市质量技术监督检验测试中心，河南三门峡 472000摘要：测定在温度为10℃~100℃范围内白炭黑在不同质量分数碳酸钠溶液中的溶解度，分析探讨了温度及碳酸钠溶液浓度对白炭黑溶解度的影响，为采用碳酸钠溶液提取白炭黑的生产工艺提供基础数据参考。

关键词：白炭黑；碳酸钠溶液；溶解度中图分类号：O614 文献标识码：A 文章编号：1671-5810（2015）27-0241-02引言白炭黑又名水合二氧化硅，具有高分散、多孔性、耐高温以及电绝缘性等独特的优良性能，是一种重要的无机精细化工原料，在橡胶、涂料、制药、塑料、半导体材料以及日用化工等领域均有着广泛的应用[1-3]。

在采用工艺简单和大规模生产的沉淀法制备白炭黑的过程中，工艺条件的改变对白炭黑的产率有很大影响，对于利用碳酸钠溶液提取白炭黑的生产工艺，研究清楚白炭黑在碳酸钠溶液中的溶解性很有必要[4-6]。

本文探讨温度及碳酸钠溶液浓度对白炭黑溶解度的影响，为采用碳酸钠溶液提取白炭黑的生产工艺提供基础理论参考。

1 材料与方法1.1 实验仪器TU-1800SPC型紫外可见分光光度计，CT15RT型高速冷冻离心机，STWB-1000型高精度恒温水浴箱。

1.2 实验方法溶解度测定方法：平衡法，SiO2含量测定方法：硅钼兰比色法[7-8]。

1.3 实验内容测定白炭黑在温度为10℃~100℃范围内在碳酸钠溶液中的溶解度，设定碳酸钠溶液浓度分别为11%、13%、15%以及17%，研究温度以及碳酸钠溶液浓度对白炭黑溶解度的影响。

2 结果与分析2.1 绘制二氧化硅标准曲线由图1可知，在一定浓度范围内，二氧化硅的浓度与其对应的吸光成良好的线性关系，说明采用硅钼兰比色法测定二氧化硅的含量准确可靠。

2.2 测定白炭黑在不同质量分数碳酸钠溶液中的溶解度根据图2可以得出，在质量分数为11%的碳酸钠溶液中，二氧化硅的溶解度在整体上随着温度的升高而增大，在100℃时达到最大值0.38%。

化工进展Chemical Industry and Engineering Progress2024 年第 43 卷第 2 期气力输送颗粒系统中静电的研究进展刘浩宇1，赵彦琳1，姚军1，WANG Chi-Hwa 2（1 中国石油大学(北京)机械与储运工程学院，清洁能源科学与技术国际联合实验室，过程流体过滤与分离技术北京市重点实验室，北京 102249；2 新加坡国立大学化学与生物分子工程系，新加坡 肯特岗 117585）摘要：在过去的几十年里，由于许多工业问题和相关新技术的发展，颗粒和颗粒流的静电学得到了越来越多的关注。

颗粒-颗粒和颗粒-壁面之间发生碰撞从而产生静电。

静电的发生会受多种因素的影响，随着颗粒与壁面之间的接触会在它们的表面产生静电荷的积累，静电量可以达到饱和状态。

本文分别综述了气力输送颗粒系统中的静电发生及静电平衡，着重分析了颗粒与壁面之间接触带电的两种方式（碰撞带电和摩擦带电）、颗粒流模式及受力情况，讨论了颗粒带电过程所受的影响因素，包括外界条件（温度、相对湿度）、颗粒几何条件（尺寸、形状、接触面积、粗糙度）以及受力条件（摩擦力、常压）等。

此外，对气力输送颗粒系统中静电的数值计算作了简单介绍。

最后，为澄清气力输送颗粒系统中静电发生的机理，对单颗粒发生静电的物理机制进行了分析。

根据对相关研究结果的总结，发现由于碰撞或摩擦造成的电荷转移的工作机制尚未完全明了，这些问题将在未来逐步得到解决。

关键词：静电效应；颗粒；气力输送；接触带电中图分类号：TH3；TQ012 文献标志码：A 文章编号：1000-6613（2024）02-0565-14Research advances of electrostatics in pneumatic conveyinggranules systemsLIU Haoyu 1，ZHAO Yanlin 1，YAO Jun 1，WANG Chi-Hwa 2(1 International Joint Laboratory on Clean Energy Science and Technology, Beijing Key Laboratory of Process FluidFiltration and Separation, College of Mechanical and Transportation Engineering, China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102249, China; 2 Department of Chemical and Biomolecular Engineering, National University of Singapore,Kent Ridge 117585, Singapore)Abstract: In past decades, the electrostatics of granules and granular flows has obtained more and moreattention due to many industrial problems and development of new technologies. The collisions between granule-granule and granule-wall generate electrostatics. The occurrence of electrostatic can be affected by a variety of factors. As the contact between the granular and the wall, the accumulation of electrostatic charge on their surfaces can reach to an equilibrium state. The present work reviewed electrostatic generation and electrostatic equilibrium in pneumatic conveying granules systems. Two main contact charging ways between granule and wall (collision electrification and friction electrification), granular flowpattern and dynamic analysis were analyzed emphatically. The factors affecting the charging process of综述与专论DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2023-1341收稿日期：2023-08-07；修改稿日期：2023-09-14。

气相法白炭黑生产工艺气相法白炭黑生产工艺白炭黑是一种重要的工业材料，在许多行业中有着广泛的应用。

由于其独特的物理和化学性质，白炭黑可以用于制造轮胎、橡胶制品、涂料、油墨、塑料等产品。

目前，白炭黑的生产主要采用了化学法、热裂解法和气相法等多种不同的工艺。

在这些方法中，气相法是一种较为先进的生产工艺，它能够使白炭黑的生产效率大幅度提高。

一、气相法白炭黑的生产原理气相法白炭黑生产原理是以液化木材、石油和天然气等为原料，通过爆炸氧化还原反应产生高温和高压，然后将反应得到的一氧化碳和热分解出的碳黑进行快速混合，形成白炭黑的过程。

这种工艺可以分为四个阶段：预热阶段、还原阶段、氧化阶段和混合阶段。

预热阶段：将选定的原料加热到高温，并且将其转化为液态状态。

在这个过程中，一些反应会发生，这些反应会产生能够促进气相反应的物质。

还原阶段：在这个阶段，按照一定的进料速度，将经过预热处理的液态原料加入还原反应炉中。

在还原炉内，液态原料在高温条件下与空气进行反应，这个反应会将原料分解成一氧化碳和二氧化碳。

氧化阶段：在还原阶段，一氧化碳和二氧化碳会混合在一起，进入氧化炉进行氧化反应。

在氧化炉中，一氧化碳会被氧气氧化成为CO2，这个反应会放出产生高温的能量，这些能量可以用来维持炉内温度。

混合阶段：最后，在氧化炉中，CO2会与碳黑进行混合。

当CO2分子与碳黑分子相互碰撞时，会产生分解反应，并产生白炭黑。

二、气相法白炭黑的优点气相法白炭黑生产工艺具有以下优点：1. 生产效率高：在气相法白炭黑生产工艺中，所有的反应都是在高温、高压环境下进行的。

这些条件会促进反应的进行，使得生产效率大大提高。

2. 产品质量高：在工艺过程中可以严格控制原料的含量和温度等参数，能够获得更好的产品质量。

3. 生产成本低：气相法白炭黑的生产过程相对于传统的生产方法更加简单，而且能有效利用原料。

因此，生产成本相对较低。

4. 环保：气相法白炭黑生产工艺中，大量的废气会被吸收再利用，废料也可以被妥善处理，减少了对环境的污染。

广州大学化学化工学院本科学生综合性、设计性实验报告实验课程化学工程与工艺专业实验实验项目传统法制备沉淀二氧化硅及产品性能检测与表征专业精细化工班级07化工1学号姓名指导教师及职称陈姚教授开课学期2010 至2011 学年第一学期时间2010 年12 月23 日传统法制备沉淀二氧化硅产品及产品性能检测与表征（广州大学化学化工学院）【摘要】影响沉淀法制备所得的沉淀二氧化硅产品性能的因素有很多，诸如反应温度、pH 、加料速度、原料浓度与质量等。

本次实验设计在不同的温度与不同的投料速度来制备沉淀二氧化硅，并通过测定产品的吸油值、微观结构以及红外光谱来鉴定其性能以及判断最佳反应条件。

【关键词】沉淀二氧化硅；沉淀法；传统法；表征分析【前言】随着沉淀二氧化硅工业的广泛应用和深入发展，各种生产工艺也不断成熟和完善，制备沉淀二氧化硅的方法有很多，从基本原理上划分有气相法和沉淀法。

本次实验采用的制备方式为液相法，液相法主要是指沉淀法，传统的沉淀法通常以水玻璃和无机酸为原料，利用中和沉淀反应的方法来制取沉淀二氧化硅粉体。

沉淀法制沉淀二氧化硅的生产技术较为简单、设备装置要求相对较低，原料易得，成本低，较适合工业生产，但能耗相对较高，对环境有较高要求，产品活性不高，颗粒大小不易控制，亲和力差，补强性能低，颗粒表面亲水性集团键合严重，会削弱产品的结合力。

[Abstract] Affect the precipitation preparation income silica product performance on a number of factors, such as reaction temperature, pH, feeding speed, raw material concentration and quality, etc. This experiment design in different temperature and different feeding speed to preparation precipitation, and through determination of product sio2 of oil absorption value, microstructure and the infrared spectrum to identify its performance and judge the best reaction conditions.[Key Words] Precipitated silica, Precipitation, The traditional method, Characterization analysis[Introduction]With the wide application of precipitated silica industry and development, various production process also unceasingly maturity and perfection, preparation of precipitated silica many methods, from the basic principle of classified in furious mutually method and precipitation. This experiment used for liquid methods of preparation way, the liquid phase methods mainly refers to the precipitation, the traditional precipitation normally with sodium silicate and inorganic acid as raw materials, using the neutralization reaction method to precipitate producing precipitation silica powder. Precipitation legal precipitation silica production technology is relatively simple, equipment requirements are relatively low, reactants, low cost and suitable for industrial production, but relatively high energy consumption of environment, higher demand, product activity is not high, particle size and not easy to control, affinity is poor, reinforcing performance low, particle surface hydrophilic group bonding serious, will weaken the product of zincification.一、实验部分1、实验原理液相法主要是指沉淀法，传统的沉淀法通常以水玻璃和无机酸为原料，利用中和沉淀反应的方法来制取疏松、细分散的絮状白炭黑粉体。

纳米 !"#$光催化剂的制备方法方世杰徐明霞（天津大学材料学院，天津%&&&’$）摘要介绍了二氧化钛粉体和薄膜的制备技术，比较了各种方法的优缺点。

其中对液相法作了较为全面的介绍。

关键词纳米 !"#$催化剂气相法液相法国家自然科学基金资助项目（(&&’$&)*）；天津市自然科学基金资助（&)%+&%,))）作者简介：方世杰（)-’+ . ），男，硕士/)引言纳米 !"#$光催化剂是一种新型的并且正在迅速发展的高效光谱催化剂，成为近年来环保技术中的一个研究热点。

一种良好的催化剂必须具有很大的催化表面，并且有很高的光子利用率。

当 !"#$达到纳米时，会表现出更优良的光催化降解性能。

关于纳米 !"#$的制备技术已有很多论述，本文试图对近年来纳米二氧化钛的制备技术作一个综述。

$!"#$纳米粉体的制备目前制备 !"#$纳米微粒的方法有很多种，根据对所要求制备微粒的性状、结构、尺寸、晶型、用途，采用不同的制备方法。

按照原料的不同大致分为 $ 类：气相法和液相法。

但无论采用何种方法，制备纳米粒子都有如下要求［)］：表面光洁；粒子的形状及粒径、粒度分布可控，粒子不易团聚；易于收集；热稳定性优良；产率高。

!/"气相法气相法是直接利用气体或通过各种手段将物质变为气体，使之在气态下发生物理变化或化学变化，最后在冷却过程中凝聚长大形成纳米粒子的方法。

气相法的特点是粉体纯度高、颗粒尺寸小、颗粒团聚少、组分更易控制。

$/)/)化学气相沉积法（012）［$］化学气相法制备纳米 !"#$的初级过程包括：气相化学反应、表面反应、均相成核、非均相成核、凝结聚集或融合。

气相反应所需的母体有 $ 类：!"03*和钛醇盐。

化学反应可分为 * 类。

（)）!"03*与 #$氧化，化学反应方程式为：!"03* （4）5 #$ （4）6 !"#$5 $03$7 !"#$ （4）6（!"#$）7 （8）（$）钛醇盐直接热裂法［%］，化学反应方程式为：!" （#9）*6 !"#$5 *07:$75 $:$#（%）钛醇盐气相水解法（气溶胶法），化学反应方程式为：!" （#9）*5 $:$# 6 !"#$5 *9#:（*）气相氢火焰法，化学反应方程式为：!"03*5 $:$5 #$6 !"#$5 *:03$/$/$激光 012 法激光 012 法也是一种很好的制备方法。

气相法白炭黑概述白炭黑是一种高效的填充剂和增白剂，具有广泛的应用领域，包括橡胶制品、塑料制品、油墨、涂料等。

气相法是一种常用的生产白炭黑的方法，其原理是利用气相反应生成纳米颗粒，然后通过收集和处理，得到白炭黑产品。

本文将详细介绍气相法白炭黑的制备过程、工艺条件和优势。

制备过程气相法白炭黑的制备过程主要包括前处理、反应生成和后处理三个步骤。

1.前处理：在反应之前，需要对原料进行前处理操作。

通常，将合适的有机物以液体形式注入特定型号的反应器中。

这些有机物旨在提供碳源，同时也起到载体作用，有助于颗粒的生长和稳定性。

2.反应生成：在反应器中，通过阴极电解法或热解法，将有机物转化为气体相的白炭黑前体物质。

通过适当的温度和压力控制，可以在反应器壁上形成稳定的沉积层，从而实现白炭黑颗粒的生成。

这个反应过程是一个复杂的化学反应过程，需要高温、低压和合适的反应时间。

3.后处理：在反应生成之后，需要进行一系列的后处理操作，以获得最终的白炭黑产品。

这些操作包括过滤、洗涤、干燥和分散。

过滤的目的是去除残余的有机物和未反应的物质，洗涤可以去除残留的溶解剂和杂质，干燥可以去除水分和改善颗粒的流动性，最后通过分散操作将白炭黑颗粒分散到合适的介质中。

工艺条件气相法白炭黑的制备过程中，一些关键的工艺条件需要严格控制，以获得高质量的产品。

1.温度：反应温度是控制白炭黑的形态和粒径的重要参数。

通常，较低的温度有利于生成较小的颗粒，而较高的温度则有助于生成较大的颗粒。

根据不同的应用需求，可以调整反应温度来达到特定的产品要求。

2.压力：压力是控制反应速率和颗粒形态的关键因素。

较低的压力可以促进颗粒的生长，而较高的压力则有助于颗粒的聚集。

选择合适的压力条件可以有效地控制白炭黑的形态和分布。

3.反应时间：反应时间是指反应生成的持续时间。

适当的反应时间可以让颗粒充分生长，从而得到均匀的粒径分布。

反应时间过长或过短都可能导致颗粒的不均匀性和产品质量的下降。

橡胶湿法混炼技术研究进展孙　泉，曹仁伟，韩冬礼，先　波，赵秀英*，张立群（北京化工大学北京市新型高分子材料制备与加工重点实验室，北京　100029）摘要：综述橡胶湿法混炼技术的研究进展。

主要从填料表面改性、混炼设备改进、絮凝工艺等方面论述炭黑、白炭黑、粘土和碳纳米材料与天然橡胶和丁苯橡胶等的湿法混炼技术。

橡胶湿法混炼技术克服了干法混炼技术存在的填料分散难、能耗和污染大的问题，促进了绿色橡胶产业的发展，但仍存在湿法混炼胶门尼粘度和硬度高、对多种橡胶与多种填料体系的应用较少以及对填料网络和橡胶网络的影响还不明晰等问题。

关键词：湿法混炼；炭黑；白炭黑；粘土；碳纳米材料；天然橡胶；丁苯橡胶；绿色；研究进展中图分类号：TQ330.1＋1 文章编号：1000-890X（2020）12-0942-07文献标志码：A DOI：10.12136/j.issn.1000-890X.2020.12.0942橡胶具有独一无二的高弹性，作为三大高分子材料之一，被广泛应用于国民经济和国防军工领域，是一种具有战略地位的材料。

我国是世界上最大的橡胶消费国，橡胶需求量约占全球需求量的1/3。

混炼作为橡胶材料制备过程中的首要和必不可少的步骤，对橡胶材料的性能起着决定性作用，是获得高质量混炼胶和橡胶制品的关键技术。

混炼的主要目的是使配合剂在橡胶中均匀分散，这一关键工序不仅直接影响橡胶材料的后序加工，也会影响最终橡胶制品的性能。

目前广泛采用的橡胶混炼工艺是传统干法混炼，即利用炼胶机使橡胶通过机械拉伸和剪切作用产生流动、断裂、破碎，与配合剂充分接触，从而达到配合剂均匀分散的目的。

干法混炼具有生产规模大、灵活性强、可操作性强的优点，但是存在混炼过程粉尘污染环境和耗能巨大、混炼效率较低、配合剂分散效果不够理想等问题。

为解决干法混炼的这些问题，在科研人员的不断努力下，湿法混炼工艺逐渐走上舞台。

美国卡博特公司最先提出了橡胶湿法混炼的概念，即在液相中完成炭黑、白炭黑等填料在胶乳中的混合分散，再通过絮凝共沉得到填料/橡胶复合材料。

白炭黑填充胶料的焦烧状况研究与改善陈　超，曹建萍，白　浩，承齐明*（中策橡胶集团股份有限公司，浙江杭州310018）摘要：研究硅烷偶联剂对白炭黑填充胶料焦烧状况的改善。

结果表明：与未添加硅烷偶联剂的胶料相比，添加硅烷偶联剂可显著促进胶料的白炭黑分散并抑制白炭黑在硫化过程中的絮凝，延长焦烧时间；由于形成了白炭黑-硅烷偶联剂TESPT-橡胶网络，硅烷偶联剂TESPT在促进白炭黑分散方面表现出更好的效果，而硅烷偶联剂OTES可以更有效地抑制白炭黑的絮凝，从而延长焦烧时间；两种硅烷偶联剂同时使用可进一步抑制白炭黑的团聚。

关键词：白炭黑；硅烷偶联剂；焦烧时间；分散；絮凝中图分类号：TQ330.38＋3/TQ330.6＋7 文章编号：1006-8171（2023）03-0177-04文献标志码：A DOI：10.12135/j.issn.1006-8171.2023.03.0177橡胶需要硫化才能获得许多基本性能，而焦烧是橡胶制品的早期硫化[1]，焦烧会使胶料粘度增大，从而导致胶料的加工性能下降。

焦烧时间是通过监测硫化过程中胶料的模量来确定的，然而，除了橡胶分子链的交联，白炭黑的絮凝也会引起模量的升高，极大地影响焦烧时间，特别是在高白炭黑用量的情况下[2]。

配方工程师通常使用硅烷偶联剂来抑制白炭黑的絮凝[3-4]。

硅烷偶联剂可以简单地分为单官能团和双官能团两种，最常用的单官能团硅烷偶联剂是正辛基三乙氧基硅烷（OTES），它是含有8个碳原子的长链烷烃，可以有效地阻止白炭黑的絮凝[5]。

最常用的双官能团硅烷偶联剂是双（3-三乙氧基甲硅烷基丙基）四硫化物（TESPT）[6]，它也可以促进白炭黑的分散，硅烷偶联剂TESPT的一个官能团可以与白炭黑表面的硅羟基反应，另一个官能团可以连接到疏水的橡胶分子上。

但白炭黑与硅烷偶联剂之间的硅烷化反应需要足够高的温度和足够长的时间，因此，在实际混炼过程中，无论加入何种硅烷偶联剂，白炭黑表面的羟基都不能完全反应，白炭黑的絮凝在所难免。

颗粒物在多孔介质内部沉积以及脱附的研究进展方嘉; 石榕; 杜雨恒; 蒋渊; 秦源; 李鉴松; 孟忠伟【期刊名称】《《西华大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】6页(P25-30)【关键词】微粒捕集器; 多孔介质; 沉积过程; 脱附过程; 研究进展【作者】方嘉; 石榕; 杜雨恒; 蒋渊; 秦源; 李鉴松; 孟忠伟【作者单位】西华大学汽车与交通学院四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】TK427目前，中国大气污染严重，空气中可吸入颗粒物(Particulate Matter 2.5, PM2.5)含量超标。

PM2.5可以进入支气管、肺泡甚至血液，对人体自身的呼吸免疫功能、呼吸道、心血管和中枢神经系统等造成严重危害，从而对人体的健康伤害极大[1-2]。

汽车排放已成为城市中PM2.5的首要来源。

相对于汽油车，柴油机微粒排放尤为突出，微粒质量是汽油机的30～80倍[3-4]。

同时，雾霾气候已成为民生关注的焦点问题之一，社会各界均在采取积极措施以降低PM2.5的排放。

颗粒捕集器是一种广泛应用于大气污染控制和空气净化的设备，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨等优点。

柴油机微粒捕集器(Diesel Particulate Filter, DPF)可用于控制颗粒物的质量和数量(Particulate Number,PN)。

欧洲已从2013年开始全面实施欧5b排放法规，中国已在2015年1月全面实施柴油车国4排放法规，且北京已于2016年开始实施国5排放法规(与欧5法规相当)，强制要求新增重型柴油车加装壁流式DPF[5]。

纤维毡和陶瓷片是两个常见的对颗粒物进行过滤捕集的过滤介质，可通过一定的再生方式实现过滤/捕集器的连续工作。

纤维毡和陶瓷片的基本组成单元分别是单根纤维或者单根陶瓷骨架。

捕集机理包括拦截效应、惯性效应、扩散效应、重力效应和静电效应。

过滤过程一般分为表面过滤和颗粒层过滤。