功能性硫酸钡的制备及应用研究进展
发布时间：2021-11-22 09:20
介绍了直接沉淀法、EDTA络合法、超声沉淀法、微反应器法、表面活性剂法、绿色合成法等几种常见的制备硫酸钡方法,总结了各种方法的优缺点,归纳了在制备过程中团聚现象严重、粒径大且形貌不规则等问题。研究趋势是完善现有的生产工艺,提高产品质量,降低生产过程的能耗,实现大规模生产。阐述了硫酸钡在涂料、塑料等方面的应用,在应用方面硫酸钡加入聚合物合成复合材料是目前的研究热点,其中粒径小、形貌规整的硫酸钡是复合材料获得优良性质的关键。最后对硫酸钡各种制备方法的机理及工艺进行分析,提出每种制备方法存在的问题及改进的方法,指出未来硫酸钡制备和应用的发展方向。
【文章来源】：现代化工. 2020,40(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
EDTA络合法合成BaSO4晶体
微反应器即微通道反应器，通道的当量直径在1 mm以下，微反应器具有低能耗、高传质传热效率、自动化程度高、安全性好、过程易控以及产生的废物易回收等方面的优势。但是同时存在易堵塞、工业化成本高、部分反映宏观微观下有差异等亟待解决的问题。常见的微反应器如图2，有以下6种类型。Nirvik等[9]首创性地运用了液-液两相流的分段微流体技术。用指定流速泵注入BaCl2、H2SO4(水相)和十二烷(油相)。首次采用PTFE微孔管中合成了平均粒径为65 nm单分散的BaSO4颗粒。实验发现，当流速接近临界速度时粒径最小。Wang等[10]采用微管-管内微通道反应器(MTMCR)，以9 L/min的通过量进行操作，获得了平均尺寸为37 nm且分布窄的硫酸钡粒子。实验探究了反应物流速对BaSO4颗粒粒径的影响，发现随着流速的增加和反应物浓度的增加以及微孔道内管尺寸的减小，颗粒的平均尺寸减小。
表面活性剂的两端分别是亲水基和亲油基，如图3，能在溶液表面定向排列，降低溶液的表面张力。由于活性剂两端基团空间结构差异较大，极性差异较大，易形成胶束、反胶束、微乳、液晶、囊泡等。胶束或反胶束常作为微反应器制备纳米粒子，既发挥了微反应器的模板调控作用，又对新形成的纳米粒子起到分散保护作用，如图4所示。张来军等[15]通过非离子表面活性剂聚乙二醇1540(PEG)调控合成了硫酸钡，探究了加入表面活性剂的量对产物的影响。发现适量的PEG1540浓度，能够包覆在BaSO4晶粒上，降低颗粒的表面能，进而阻止团聚，达到控制粒径的目的，增加PEG1540的量，BaSO4的粒径明显增大。因为PEG1540在溶液中是曲折长链形式，一端的羟基吸附在粒子表面中，另一端在溶液中，若干条长链缠绕、键合，对BaSO4晶粒进行包覆。减少PEG1540的量，包覆不完全。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热酸环境对氟橡胶性能的影响[J]. 崔雨果,康海澜,方庆红. 橡胶工业. 2019(04)
[2]防辐射粘胶短纤维的研制及性能分析[J]. 马君志,李昌垒,曲丽君. 人造纤维. 2018(06)
[3]沉淀硫酸钡粒径影响因素的研究[J]. 景晓娜. 盐科学与化工. 2018(11)
[4]填料的物化性能对涂料的影响[J]. 玉渊,陆强,赵文斐,玉宁佳. 现代涂料与涂装. 2018(09)
[5]硫酸钡的表面改性及其在ABS中的应用[J]. 邓鹏,刘新平,李永安,彭鹤松,冯才敏. 工程塑料应用. 2018(08)
[6]柔性环氧胶的合成及其在印刷线路板油墨中的应用研究[J]. 孙兆洋,熊育资,罗江满,温振超,张杰元,范鉴全. 绝缘材料. 2018(07)
[7]超细沉淀硫酸钡的制备及研究进展[J]. 祁琪,孙青,张俭,严俊,潘方珍,盛嘉伟. 无机盐工业. 2018(05)
[8]聚乙二醇1540调控纳米硫酸钡的合成[J]. 张来军,王树芬,童吉灶,戚丽,李德琳,袁国财. 上饶师范学院学报. 2017(06)
[9]氟橡胶耐乙醇汽油性能的研究[J]. 李超芹,胡海华,梁滔,龚光碧. 特种橡胶制品. 2017(03)
[10]纳米硫酸钡/再生纤维素共混纤维制备及性能研究[J]. 刘津玮,刘优昌. 山东纺织科技. 2017(01)
硕士论文
[1]超细纳米BaSO4的制备及其在淀粉酶医用干片中的应用[D]. 叶飞飞.北京化工大学 2018
[2]亚微米级硫酸钡的制备及表面改性研究[D]. 张贝贝.河北工业大学 2017
[3]纳米重晶石的合成及表面改性[D]. 王新星.上海应用技术学院 2015
本文编号：3511399
【文章来源】：现代化工. 2020,40(03)北大核心CSCD
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
EDTA络合法合成BaSO4晶体
微反应器即微通道反应器，通道的当量直径在1 mm以下，微反应器具有低能耗、高传质传热效率、自动化程度高、安全性好、过程易控以及产生的废物易回收等方面的优势。但是同时存在易堵塞、工业化成本高、部分反映宏观微观下有差异等亟待解决的问题。常见的微反应器如图2，有以下6种类型。Nirvik等[9]首创性地运用了液-液两相流的分段微流体技术。用指定流速泵注入BaCl2、H2SO4(水相)和十二烷(油相)。首次采用PTFE微孔管中合成了平均粒径为65 nm单分散的BaSO4颗粒。实验发现，当流速接近临界速度时粒径最小。Wang等[10]采用微管-管内微通道反应器(MTMCR)，以9 L/min的通过量进行操作，获得了平均尺寸为37 nm且分布窄的硫酸钡粒子。实验探究了反应物流速对BaSO4颗粒粒径的影响，发现随着流速的增加和反应物浓度的增加以及微孔道内管尺寸的减小，颗粒的平均尺寸减小。
表面活性剂的两端分别是亲水基和亲油基，如图3，能在溶液表面定向排列，降低溶液的表面张力。由于活性剂两端基团空间结构差异较大，极性差异较大，易形成胶束、反胶束、微乳、液晶、囊泡等。胶束或反胶束常作为微反应器制备纳米粒子，既发挥了微反应器的模板调控作用，又对新形成的纳米粒子起到分散保护作用，如图4所示。张来军等[15]通过非离子表面活性剂聚乙二醇1540(PEG)调控合成了硫酸钡，探究了加入表面活性剂的量对产物的影响。发现适量的PEG1540浓度，能够包覆在BaSO4晶粒上，降低颗粒的表面能，进而阻止团聚，达到控制粒径的目的，增加PEG1540的量，BaSO4的粒径明显增大。因为PEG1540在溶液中是曲折长链形式，一端的羟基吸附在粒子表面中，另一端在溶液中，若干条长链缠绕、键合，对BaSO4晶粒进行包覆。减少PEG1540的量，包覆不完全。
【参考文献】：
期刊论文
[1]热酸环境对氟橡胶性能的影响[J]. 崔雨果,康海澜,方庆红. 橡胶工业. 2019(04)
[2]防辐射粘胶短纤维的研制及性能分析[J]. 马君志,李昌垒,曲丽君. 人造纤维. 2018(06)
[3]沉淀硫酸钡粒径影响因素的研究[J]. 景晓娜. 盐科学与化工. 2018(11)
[4]填料的物化性能对涂料的影响[J]. 玉渊,陆强,赵文斐,玉宁佳. 现代涂料与涂装. 2018(09)
[5]硫酸钡的表面改性及其在ABS中的应用[J]. 邓鹏,刘新平,李永安,彭鹤松,冯才敏. 工程塑料应用. 2018(08)
[6]柔性环氧胶的合成及其在印刷线路板油墨中的应用研究[J]. 孙兆洋,熊育资,罗江满,温振超,张杰元,范鉴全. 绝缘材料. 2018(07)
[7]超细沉淀硫酸钡的制备及研究进展[J]. 祁琪,孙青,张俭,严俊,潘方珍,盛嘉伟. 无机盐工业. 2018(05)
[8]聚乙二醇1540调控纳米硫酸钡的合成[J]. 张来军,王树芬,童吉灶,戚丽,李德琳,袁国财. 上饶师范学院学报. 2017(06)
[9]氟橡胶耐乙醇汽油性能的研究[J]. 李超芹,胡海华,梁滔,龚光碧. 特种橡胶制品. 2017(03)
[10]纳米硫酸钡/再生纤维素共混纤维制备及性能研究[J]. 刘津玮,刘优昌. 山东纺织科技. 2017(01)
硕士论文
[1]超细纳米BaSO4的制备及其在淀粉酶医用干片中的应用[D]. 叶飞飞.北京化工大学 2018
[2]亚微米级硫酸钡的制备及表面改性研究[D]. 张贝贝.河北工业大学 2017
[3]纳米重晶石的合成及表面改性[D]. 王新星.上海应用技术学院 2015
本文编号：3511399
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3511399.html
