茂名高岭土的改性研究
高岭土作为非金属材料,广泛应用于工业生产领域,对高岭土进行改性研究,提高其理化性能,增加工业附加值是具有重大现实意义的课题。本文以优质茂名高岭土为研究对象,对其进行有机硅烷改性研究。
利用XRD、SEM、TEM、FT-IR等测试分析方法,对茂名高岭土原样的化学组分、表面特性、理化性能、晶体结构和结晶有序度以及物相变化特征进行了分析研究,结果表明,茂名高岭土结晶度高,晶体结构发育比较完善,样品呈管状、片状混杂的形貌,大小不均匀。质纯,白度较高,表面特性和理化性能优良,适合表面改性。
对茂名高岭土进行了不同温度的煅烧实验,研究了不同煅烧温度对pH值、悬浮度以及比表面积的影响,探讨了煅烧过程中的动力学和热力学作用过程,利用X荧光光谱分析、XRD、IR、DTA-TG、SEM等测试分析手段,对煅烧高岭土的晶体结构、化学活性的变化、热力学特征以及煅烧后高岭土理化性能的变化进行研究测试,结果表明,高岭土的SO4-2大量分解,煅烧后高岭土中SO3含量降低,煅烧温度在500℃以前时,高岭土晶体结构几乎保持不变,煅烧温度达到550℃时,高岭土晶体结构遭到比较严重的破坏。650℃时,高岭土特征衍射峰几乎全部消失,高岭土结构遭到完全破坏。煅烧温度在750℃-950℃之间时,高岭土开始转变为无定型的偏高岭土。从低温到高温煅烧的过程中,高岭土晶相发生变化,依次为高岭土、偏高岭土和含尖晶石的高岭土。研究发现,煅烧到550℃时,高岭土脱羟化,脱羟化后的高岭土活性强,更易与有机硅烷反应,550℃煅烧高岭土理化性能优越,符合进一步改性的需求。
对茂名煅烧高岭土使用KH550有机硅烷偶联剂进行改性实验,研究了改性剂用量、改性温度、改性时间对改性效果的影响,利用IR、SEM、DTA-TG、容重以及旋转魔角核磁共振等测试方法对改性煅烧高岭土进行表征分析,结果表明,煅烧改性高岭土与煅烧高岭土相比,红外光谱基本骨架结构未发生显著变化,改性高岭土在2920cm-1和2852cm-1处出现特征吸收峰,这是偶联剂中CH3基团的特征峰,是由CH3不对称伸缩振动引起的;萃取实验表明,偶联剂分子已经通过化学键合作用联结到煅烧高岭土表面,水洗高岭土改性效果不如煅烧高岭土,通过沉降体积和容重分析,发现改性效果较好。本文通过正交试验比较,找出了较优改性方案,为进一步工业生产提供理论依据和技术方案。
茂名高岭土;表面特性;煅烧性能;有机改性
河北工程大学
硕士
矿产普查与勘探
丁述理
2012
中文
P619.232
75
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）