高岭土对三维立体结构晶须的催化合成作用原理

时间：2014-05-14 10:24:59

作者：世邦机器

T-ZnOW是具有对称的三维立体结构的晶须。多项研究表明，它除了和其它晶须一样具有很高的强度外，还具有多种其它的优异性能。例如它是各向同性材料，可以使T-ZnOW复合材料呈现各向同性的物理性能；它具有半导体性，可以用来制造抗静电复合材料；它又具有吸收紫外线的性能，可提高材料的耐老化性能；它同时又是高密度性材料，这种性能可使其用于隔声减振材料的填料，可用于音响器材等。

陈尔凡等研究了在高温气相氧化法中，多种廉价的黏土型矿物对T-ZnOW的催化作用，发现以高岭土加工设备，高岭土加工技术煅烧高岭土为模板催化剂时可达到卓越的催化效果；探索了模板催化剂的结构和用量、温度及气相反应体系的过饱和度对反应产物形态的影响，选择在适宜工艺条件(高岭土锻烧温度为920〜1100℃，同时以一定的速度向炉内通人压缩空气，使锌粉与空气中的氧气发生氧化反应；高岭土添加量为14%)下制备了T-ZnOW。结果表明，所制晶须形态均一规整，表面平滑，发育良好；T-ZnOW含量和收率均大于95%，其任意两针间的夹角均为109.471°，基部直径为3.0〜4.0μm，针部长为40〜50μm，长径比为10〜20。同时分析了高岭土在制备T-ZnOW中的催化作用。

①控制反应体系中锌蒸气的扩散、平衡高岭土催化剂和白炭黑一样可以控制反应体系中锌蒸气的扩散、平衡。当原料投入体系中，开始受热时，虽然体系的温度很高，但由于高岭土是热的不良导体，因此可起到阻热作用，使原料中的锌粉由外到内逐步受热，控制锌粉的升温速度，使锌粉逐步转化为锌蒸气，起到控制锌蒸气浓度及反应过饱和度的作用。

②增加氧的活性能力高岭土结构所含的OH-可活化气氛中的氧，增加氧的活性能力，以控制T-ZnOW成核和反应体系的过饱和度。

③使原料结构松散陈化锌粉和煅烧高岭土混合好的原料结构松散，并且煅烧高岭土经过950℃或更高温度下处理，存在大量的通道及孔洞有利于锌蒸气的扩散，并且受高岭土的控制，逐步生成的锌蒸气能够与体系中的氧充分、快速地混合到一起，生成T-ZnOW晶体，提高了晶体的含量和收率。

由于这种锻烧高岭土在混合原料中所占的比例相对于白炭黑要少得多，这样就可以在使用较少催化剂的条件下，生产更多的产品，既节约成本，又可减少固体废料的排放。所以煅烧高岭土可以代替过去使用的白炭黑而实现产品价格的下降，使T-ZnOW可以成为一种廉价的增强增韧剂，广泛应用于材料的增强增韧。