• （1）预脱硅实验：采用NaOH溶液与粉煤灰反应， 主要的化学反应方程式为：
SiO2（gls）＋2NaOH（aq）→Na2SiO3（aq）＋H2O（l）
可编辑ppt
12
• （2）碳化实验：向脱硅液中通入CO2，发生的化 学反应为:
Na2O·mSiO2+CO2+nH2O →Na2CO3+mSiO2·nH2O Na2CO3+CO2+H2O →NaHCO3 mSiO2·nH2O →mSiO2+nH2O
我国对纳米二氧化硅产品日益增长的需求，具有 较好的社会意义和良好的工业前景。
可编辑ppt
7
背景及现状分析
• 目前，纳米二氧化硅的制备方法主要有干法和湿法两类。 干法包括气相分解法和电弧法,湿法包括化学沉淀法、气 相沉积法、溶胶-凝胶法和微乳液法等。
• 干法制备工艺得到的纳米二氧化硅纯度高, 性能好，但 设备投资较大、生产过程中能耗大,成本高,故不常采用。
• 湿法常用的有化学沉淀法、气相沉积法、溶胶-凝胶法、 微乳液法等，所用原材料广泛、廉价，因此国内外多采 用湿法工艺来制备纳米二氧化硅。
可编辑ppt
8
• 作为一种高科技的纳米材料，纳米二氧化硅的制 备方法已经多种多样了，但是如何有效地控制制 备出来的纳米二氧化硅的粒径和形貌；如何更进 一步提高纯度；如何减少生产成本，以适应于大 规模的生产，又不会对环境造成严重污染。因此， 本课题将探讨如何由粉煤灰脱硅液制备高纯纳米 二氧化硅。
• [5]吴艳，翟玉春，李来时，王佳东，牟文宁，等. 新酸碱联合法以 粉煤灰制备高纯氧化铝和超细二氧化硅[J]. 轻金属 2007，（9） :24-27.
• [6]张顺成，王胜春，曾武，等. 我国粉煤灰高值应用及研究进展 [J]. 化工技术与开发 2010，39（9）：26-28.
• [7ew/5fdc81d649649b6648d7475a.html
-Si-OH+HO-Si- →-Si-O-Si-+H2O • 通过调控温度、时间、搅拌强度、CO2流速、pH等
制备高纯二氧化硅。
可编辑ppt
13
• （3）干燥：将制备的二氧化硅干燥，通过研究干 燥温度对二氧化硅粒度的影响。
• 分析与表征
• （1）采用化学滴定法测定溶液中二氧化硅的含量， 并计算产率。
纳米二氧化硅广泛用于各行业作为添加剂、催 化剂载体，石油化工，脱色剂，消光剂，橡胶补 强剂，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光 剂，绝缘绝热填充剂，高级日用化妆品填料及喷 涂材料、医药、环保等各种领域。
可编辑ppt
6
• 粉煤灰脱硅液制备高纯纳米二氧化硅的技术，既 可以解决现存的粉煤灰污染重的问题，又可解决
高纯纳米二氧化硅的制备及问题分析
姓名：刘 晓 辉 班级：10级应化一班
可编辑ppt
1
目录
• 1、引言 • 2、背景及现状分析 • 3、制备原理 • 4、实验原料及仪器 • 5、实验方案及方法 • 6、相关问题的总结与解决 • 7、参考文献
可编辑ppt
2
引言
粉煤灰，是从煤燃烧后产生的烟气中收捕下
来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。随 着我国电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放 量逐年增加，粉煤灰成为我国当前排量较大的工 业废渣之一，2009年我国年排渣量已3.75亿吨。 大量的粉煤灰如果不加处理，随意堆放，既占用 大量耕地，又会对环境造成污染。其中干灰易产 生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞 ，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成 危害。因此，粉煤灰的处理和利用问题应当引起 人们广泛的注意。
可编辑ppt
9
制备
• 以内蒙古呼和浩特某热电厂粉煤灰脱硅液为原料。 采用碳化法制得高纯纳米二氧化硅。
• 具体研究内容包括：
• 通过单因素实验，探讨碳化过程中温度、时间、 搅拌强度、 CO2流速等因素对产率、产品粒度及 纯度的影响。
• 探索溶液pH值与产率及产品纯度的关系。
• 通过四因素三水平的正交实验优化脱硅液碳化制 备高纯纳米二氧化硅的技术参数。
可编辑ppt
3
粉煤灰笼罩中国
可编辑ppt
4
目前我国对粉煤灰的利用，基本停留在初级利
用阶段，即作为水泥的掺混料、混凝土的搅拌料、 筑路填路等。
而粉煤灰的主要化学成分是Al2O3和SiO2，两者 之和可达80%，SiO2含量高达33.9%-59.7%，氧化 铝是潜在的重要资源，因而开发氧化铝产品以外 的高附加值硅化物产品是综合利用粉煤灰的关键。
可编辑ppt
5
纳米二氧化硅（俗称“超微细白炭黑”）是极 其重要的高科技超微细无机新材料之一,因其粒径 很小，比表面积大，表面吸附力强，表面能大， 化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具 有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增 稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性， 有着不可取代的作用。
• [2]李歌，马鸿文，刘浩，邹丹,等. 粉煤灰碱溶脱硅液碳化法制备白 炭黑的实验与硅酸聚合机理研究[J]. 化工学报 2011,62（12） :3581-3587.
• [3]李歌，马鸿文，邹丹，等. 高铝粉煤灰碱溶脱硅液制备白炭黑的 实验研究[J]. 矿物学报 2010：174-175.
• [4]王蕾，马鸿文，聂轶苗，李贺香，等. 利用粉煤灰制备高比表面 积二氧化硅的实验研究[J]. 硅酸盐通报 2006,（2）：3-7.
可编辑ppt
10
实验原料及仪器
• 实验原料： 粉煤灰脱硅液、 CO2气体及检测分析所需化学试剂
实验仪器： 四口烧瓶、磁力搅拌器、电子天平、恒温水浴锅、 真空抽滤机、抽滤瓶、布氏漏斗、干燥箱及XRD、
紫外分光光度计、粒度分析仪、热重分析仪、SEM等 分析检测仪器等
可编辑ppt
11
实验方案及方法
• 实验步骤：
• （2）采用红外、XRD、热重、SEM、化学分析等对 产品的结构、组成、微观形貌等进行表征。
可编辑ppt
14
• （2）主要困难及解决办法
• 困难：1、制备的二氧化硅纯度的控制问题
•
2、实验条件的局限性
• 解决：可尝试通过分步碳分的方法
可编辑ppt
15
参考文献
Hale Waihona Puke • [1]李群. 纳米材料的制备与应用技术[M]. 北京：化学工业出版社， 2008,7：121.