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影响纳米硫酸钡粒度的因素有哪些

根源:44118太阳成城集团   时间:2019-04-09

  硫酸钡是一种紧张的无机化工原料,广泛用于填料、涂料、高级油漆、高级油墨、塑料、陶瓷等行业。今朝,我国硫酸钡的生产,多接纳传统方法,该法制备出来的BaSO4晶粒的生长不易节制,产品粒径大,不均匀,只能作为普通的廉价填料使用。

  纳米硫酸钡是一种新型的无机材料,它既具有普通硫酸钡的浸染,又具有新的特殊功效,因而具有广泛的应用前景。在海内,对纳米硫酸钡研究起步较晚,但发展的很快,相关报道很多,个中用微乳化法及EDTA络合法这两种方法制得纳米硫酸钡粒子具有粒度小,分布窄,纯度高的特点。本文以硫酸钠和氯化钡为原料,主要研究一些因素,如搅拌速度和加料时间对纳米粒子的影响。

  1实验

  1.1实验方法

  划分配制浓度均为0.3mol/L的硫酸氢钠和氯乙酸乙酯的的搅浑溶液和浓度为0.05mol/l的氢氧化钡溶液,溶液反应前用孔径为4μm的砂心漏斗抽滤,防止非均相成核的发生,实验用亚沸二次蒸馏水。将氢氧化钡溶液用计量器加入硫酸氢钠和氯乙酸乙酯的的搅浑溶液中。反应器为圆底烧瓶。

  1.2实验原料及仪器

  硫酸钠、氯化钡(工业品,纯度>99%,南风化工集团供给)。

  1.3分析测试

  N4Plus型粒度分析仪(美国Beckm an Coulter有限公司)。

  2结果与会商

  2.1搅拌速度对粒度的影响

  2.1.1 20℃时硫酸氢钠与氢氧化钡的体积比为12.5∶1,不加任何涣散剂时搅拌速度对粒度的影响,实验结果如图1所示。

  


  图1平均粒径随转速的变化

  2.1.2 20℃时硫酸氢钠与氢氧化钡的体积比为12.5:1,涣散剂为1g礁磷酸钠时,搅拌速度对粒子的影响,实验结果如图2所示。

  


  图2平均粒径随转速的变化

  综上数据讲明,搅拌速度对粒度的影响很大。两图的变化趋势一致,即粒度随搅拌速度成非线性变化。原因主要是在其他条件沟通的环境下,搅拌速度的加大,一方面,使反应釜内流体的宏观搅浑时间随之减小,同时改善了微观搅浑的后果;另一方面,湍流强度随之渐渐增加,湍流涣散后的最小微团尺寸随之减小,微观搅浑的时间也随之减小,这也有助于粒度小,分布窄的纳米粒子的生成。但是,跟着搅拌速度的加大,粒度又有很大的增加,所以。并不是搅拌速度越大越好,搅拌速度过小,溶液在短时间内达不到微观搅浑,导致局部过饱和,使纳米粒度大,分布规模宽。而搅拌速度过大,溶液中生成的纳米粒子,通过激烈碰撞有团聚到一起,使得生成的纳米粒子粒度大,分布宽。只有合适的搅拌速度才能保证溶液在达到微观搅浑的同时,生成粒度小,分布窄的纳米粒子。

  2.2加料时间对粒度的影响

  2.2.1 20℃时硫酸氢钠与氢氧化钡的体积比为12.5∶1,不加任何涣散剂时,搅拌速度为500rpm,加料时间对粒子的影响,实验结果如图3所示。

  


  图3加料时间对平均粒度的影响

  2.2.2 20℃时硫酸氢钠与氢氧化钡的体积比为12.5∶1,搅拌速度500rpm,涣散剂为1g礁磷酸钠时,加料时间对粒子的影响,实验结果如图4所示。

  


  图4加料时间对平均粒度的影响

  综上所述,加料时间对微观搅浑有很大的影响。两图的变化趋势一致,即跟着加料时间的延长,粒度存在一个最小值。加料时间主要影响微观搅浑,进一步影响纳米粒子的粒度及粒度分布。加料时间不是越长越好,从微观搅浑来讲,对于一个反应体系,只有加料时间足够长,才能消除宏观搅浑的影响;从结晶方面来考虑,加料时间越长,反应体系达到的过饱和度不高,致使晶体赓续长大,从而产生大的粒度。

  3结论

  (1)并不是搅拌速度越大越好,搅拌速度过小,溶液在短时间内达不到微观搅浑,导致局部过饱和,使纳米粒度大,分布规模宽。而搅拌速度过大,溶液中生成的纳米粒子,通过激烈碰撞有团聚到一起,使得生成的纳米粒子粒度大,分布宽。只有合适的搅拌速度才能保证溶液在达到微观搅浑的同时,生成粒度小,分布窄的纳米粒子。

  (2)加料时间不是越长越好,从微观搅浑来讲,对于一个反应体系,只有加料时间足够长,才能消除宏观搅浑的影响;从结晶方面来考虑,加料时间越长,反应体系达到的过饱和度不高,致使晶体不段长大,从而产生大的粒度。


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