煤矸石氣相/液相法制備納米白炭黑
摘要：以煤矸石為原料，利用氣相/液相法直接制成納米白炭黑（SiO2 ·xH2O）。通過有效控制氟化氫通入速度和四氟化硅水解速度，并加入乙醇為分散劑，利用X射線粉末衍射（XRD）、紅外光譜分析（IR）和透射電鏡（TEM）等方法對制成的白炭黑粉體樣品進行表征。結(jié)果表明，制備的納米白炭黑粉體呈球形、粒徑分布范圍為15～20 nm，純度高于99.95%。廢濾液可以綜合利用，生產(chǎn)絮凝劑聚合氯化鋁鐵。
在煤炭開采的同時，大量的煤矸石堆積如山，不僅占用寶貴的土地資源，而且對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重危害[1]。目前，煤矸石的綜合利用還處于中低層次，主要用于制磚、回填礦井等。筆者以固體廢棄物煤矸石為原料制備納米白炭黑（SiO2· xH2O），不僅解決了煤矸石對環(huán)境的危害，還制備了高附加值的納米白炭黑；同時利用廢濾液制備廢水處理劑聚合氯化鋁鐵，為煤矸石的高層次綜合利用開辟了一條新的途徑。白炭黑是硅橡膠、聚酯樹脂、油漆、涂料、膠粘劑、油墨等領(lǐng)域的高品質(zhì)精細(xì)化工產(chǎn)品，起到補強、增稠、抗結(jié)塊、控制體系流變和觸變等作用[2]，白炭黑的生產(chǎn)主要有氣相法、沉淀法和溶膠-凝膠法[3]。傳統(tǒng)氣相法所用原料貴、成本高，限制了其大規(guī)模使用。而沉淀法生產(chǎn)的SiO2品位低，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到限制。聚合氯化鋁鐵是高效無機高分子絮凝劑，兼有鋁鹽和鐵鹽的優(yōu)良性能，并且由于鋁鹽和鐵鹽的協(xié)同作用，對生活污水、染料廢水和制藥廢水等有很好的處理效果。本文以工業(yè)廢棄物煤矸石為原料，利用氣相/液相法制得了高品位的納米白炭黑，并以酸浸濾液為原料，制備了無機高分子凈水劑――聚合氯化鋁鐵。
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