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高岭土的热活化

时间:2014-05-08 09:50:19

编辑:世邦机器

热活化

热活化是通过物理方法对高岭土加工进行热处理,把表面的一部分或全部羟基脱掉,控制羟基的数量,从而获得特殊的物化性能,如在适当的温度下对高岭土进行煅烧,使其结构中的羟基全部脱出,而新的稳定相(莫来石、方英石等)又尚未形成,此时的Si和A1的溶出量非常大,因此具有很大的活性;煅烧还可以使高岭土的晶体结构发生改变(主要是由层间氢键的断裂及脱除结构水引起的),由原来有序的片层晶体结构的高岭石变成无序结构的偏高岭石,使得原晶体内层面的部分基团外露,并且由于结构水的脱去,表面活性点的种类和数量都增加了(种类从单一的-OH变为Si―O、A1―O和部分剩余的-OH),使得反应活性增加。

对于高岭石结构的受热分解的研究,我国学者对高岭土和煤系高岭土的相变开展了一系列的研究。姚林波(1996)等运用MAS-NMR结合IR及XRD等手段,研究了苏州高岭土在560〜1600℃的热分解产物,主要获得以下结论:

高岭石向莫来石的转变过程中存在结构上的连续性,可分为脱羟阶段(400〜600℃)、偏高岭石阶段(600〜800℃)、相分离阶段(800〜1100℃)和莫来石阶段(1100〜1600℃)。转变过程存在SiO2的分凝,但没有出现A12O3的大量分凝。偏高岭石向莫来石转变过程的中间产物为准莫来石和尖晶石。准莫来石的形成是造成1000℃放热峰的主要原因。

郑水林等在2003年以山西煤系硬质高岭土为原料,研究了锻烧温度对煤系高岭土物理化学性能的影响。结果表明,在650〜1150℃范围内煤系煅烧高岭土的白度随温度升高而显著提高;堆积密度略有增大;活性在650〜980℃范围内显著提高,但在1050℃后下降。遮盖率在650〜950℃之间随温度升高显著增强,但在950℃后基本上不再变化。吸油率指标在650〜1150℃范围内基本上不变化。

此外,郑水林等(2003)还研究了温度对煅烧高岭土物相的影响,煅烧温度为750℃时,高岭土已转变为偏高岭石相,基本上不含硅铝尖晶石和莫来石相。锻烧温度为950℃时,高岭土虽仍以偏高岭石相为主,但开始出现硅铝尖晶石和莫来石相,煅烧产物的主要成分是非晶质的二氧化硅、硅铝尖晶石和少量莫来石及方解石。锻烧温度为1050℃,高岭土的莫来石化进一步增加,但此温度下煅烧产物的主要成分仍是非晶质的二氧化硅、硅铝尖晶石和少量莫来石;当煅烧温度达到1150℃,煅烧产物的莫来石特征峰明显增强,已由偏高岭石相转变为莫来石相,主要成分是莫来石和非晶质二氧化硅。

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