沉淀法白炭黑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、白炭黑作為一種傳統(tǒng)工業(yè)原料,具有密度小,比表面積大等優(yōu)點(diǎn),在橡膠、醫(yī)藥、涂料以及新能源等多種工業(yè)中均有重要應(yīng)用。傳統(tǒng)白炭黑制備方法常受限于成本問題,尤其在控制白炭黑形貌時(shí),所用分散劑、表面活性劑等往往價(jià)格較高。另外,在太陽能行業(yè)中,對(duì)白炭黑的應(yīng)用研究仍較少見。因此,開發(fā)經(jīng)濟(jì)高效的白炭黑制備及形貌控制方法,發(fā)掘白炭黑在太陽能行業(yè)中的應(yīng)用前景,對(duì)白炭黑工業(yè)的發(fā)展具有重大的理論及現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以廢石英玻璃渣為硅源,制備出水玻璃溶液

2、,并在此基礎(chǔ)上采用沉淀法制備出白炭黑。所制白炭黑純度較高,微觀結(jié)構(gòu)為凝膠;研究了水玻璃濃度對(duì)白炭黑的影響。結(jié)果表明,當(dāng)水玻璃濃度從0.25mol·L-1增加至0.75mol·L-1時(shí),白炭黑吸油值先減小后增大,比表面積緩慢增大,微觀形貌無明顯變化,保持為凝膠狀;研究了溫度對(duì)白炭黑的影響。結(jié)果表明,當(dāng)反應(yīng)溫度從25℃增加至80℃時(shí),白炭黑吸油值和比表面積均逐漸增大,微觀形貌無明顯變化,保持為凝膠狀。
　　分別采用碳酸鈉、乙醇、檸檬酸

3、三鈉和十二烷基苯磺酸鈉來調(diào)控白炭黑形貌。結(jié)果表明,碳酸鈉對(duì)白炭黑產(chǎn)品形貌無明顯影響;乙醇可制得球狀白炭黑,且純度較好;檸檬酸三鈉和十二烷基苯磺酸鈉無法制得可收集的白炭黑產(chǎn)品。研究了乙醇水體積比對(duì)白炭黑形貌的影響。結(jié)果表明,當(dāng)乙醇水體積比在1:0至1:2之間變化時(shí),體系并無產(chǎn)物生成,而是形成難溶膠狀物;當(dāng)乙醇水體積比從1:3減小到1:7時(shí),體系生成白炭黑粉體;當(dāng)乙醇水體積比進(jìn)一步減小至1:15時(shí),體系生成白炭黑凝膠。研究了乙醇水體積比對(duì)白

4、炭黑吸油值的影響。結(jié)果表明,當(dāng)白炭黑樣品為球狀顆粒時(shí),吸油值平均值比白炭黑為凝膠時(shí)更大。
　　以SiO2、Bi2O3、ZnO、B2O3等為原料,制得了一種無鉛玻璃粉。該玻璃粉軟化點(diǎn)在500℃左右,結(jié)構(gòu)以非晶態(tài)為主,粒徑小于5mm,適合作為導(dǎo)電鋁漿的無機(jī)粘結(jié)劑;以制得的玻璃粉為無機(jī)粘結(jié)劑,制備了一系列玻璃粉含量各異的導(dǎo)電漿料并刷制成電池片,測(cè)試了其各項(xiàng)性能。結(jié)果表明,導(dǎo)電鋁漿中玻璃粉含量為1％時(shí),電池片的鋁膜電阻率最小;隨著導(dǎo)電鋁漿

5、中玻璃粉含量的減少,電池片耐水煮性能有所提升;
　　將白炭黑作為無機(jī)助劑添加到導(dǎo)電漿料中,制備了白炭黑含量分別為0%、0.1%、0.2%和0.3%的四組導(dǎo)電漿料,測(cè)試了其流變性能,然后刷制成電池片測(cè)試了其光電性能。結(jié)果表明,當(dāng)白炭黑含量從0%增加到0.3%時(shí),導(dǎo)電漿料的觸變性有所改善,漿料初始粘度逐漸增加,流變曲線逐步上移;當(dāng)白炭黑含量為0.2%時(shí),電池片的短路電流和開路電壓均達(dá)到最大,當(dāng)白炭黑含量為0.1%時(shí),電池片的填充因子和