水玻璃共沉淀法合成Al2O3-nSiO2粉體.pdf

1、參照天然鋁硅酸鹽礦物Al2O3-nSiO2(n=1,2)的無定形主相結構，以工業(yè)水玻璃和硝酸鋁為主要原料，利用不同電性溶膠膠粒相互聚沉共沉淀的原理，制取純化的無定形Al2O3-nSiO2(n=1，2，4)粉體。制備工藝的基本流程為:
　　 先將水玻璃和硝酸鋁原料分別配成濃度為0.5～1.0mol/L的水溶液，利用甘油浴加熱恒溫水解制成硅酸溶膠和薄水鋁石溶膠，再將二者均勻混合使之產生沉淀，并調節(jié)pH值至適當值使溶膠膠粒充分沉淀，沉

2、淀過程完成后持續(xù)攪拌均化一定時間分離出沉淀物，經洗滌除雜、干燥、粉碎、篩分、煅燒活化等處理步驟，得到Al2O3-nSiO2(n=1，2，4)粉體產品。
　　 研究采用單因素試驗法考察了原料溶液濃度、體系pH值調節(jié)范圍、溶膠混合方式、沉淀物干燥方式及表面活性劑等因素對粉體元素組成的調控、粉體的酸或堿激發(fā)膠凝反應活性、粉體平均粒徑及粒度分布等的影響。
　　 考察粉體的酸或堿激發(fā)膠凝反應活性，實驗使用模數(shù)為1.0～1.2的水玻

3、璃、85％的濃磷酸對粉體進行激活反應，使反應漿料在鋼制20mm×20mm×20mm立方體模具中硬化成型成固體試塊，通過力學性能試驗測試試塊21d硬化齡期的抗壓強度，作為評價粉體膠凝反應活性大小的依據(jù);另采用納米粒度分析儀、電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀、X-射線衍射分析儀(XRD)、傅里葉變換紅外光譜儀(FT-IR)、掃描電子顯微鏡-電子能譜分析儀(SEM-EDS)等技術手段對粉體性能進行表征。
　　 研究結果表明，本工藝制備Al2

4、O3-nSiO2粉體較適宜的條件為:
　　 ①硝酸鋁和水玻璃原料液濃度約0.5～1.0mol/L;②硝酸鋁的水解溫度約為90～95℃，水玻璃的水解溫度約為80～95℃;③溶膠沉淀完成后體系的pH值控制的范圍為6.5～8.5;③沉淀過程溫度控制為20～50℃。
　　 粉體性能表征的結果顯示:
　　 ①本工藝制備的Al2O3-nSiO2粉體粒度分布狹窄、均勻，平均粒徑約為300～500 nm;
　　 ②粉體形