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本文研究了多晶硅副产物四氯化硅与工业水玻璃为主要原料,利用滴定法制备白炭黑的方法,实验结果表明:以多晶硅副产物四氯化硅为原料,采用滴定法制备白炭黑是可行的;制备出的无定型白炭黑,现代检测技术表征,该种方法制备的白炭黑粉末颗粒形状较规则,平均粒径为20nm~40nm,但由于表面大量羟基的存在,分散性较差。该方法有助于解决多晶硅副产物的环境污染问题,可大幅度降低多晶硅的生产成本,极大地提高企业的经济效益,对发展中国多晶硅和太阳能产业具有十分重要的意义。
甲醛作为人们生活中经常能接触到的有害气体,与人们的身心健康有极大的关系,目前治理甲醛最常用也是最有效的仍是传统的吸附法,但是以活性炭为代表的吸附剂价格太高,本文以四氯化硅为原料采用滴定法制备出的白炭黑作为吸附剂吸附甲醛,经研究发现,白炭黑具有良好的吸附甲醛的性能。既解决了四氯化硅的环境污染问题,又可用于替代活性炭充当甲醛的吸附剂,本文通过研究发现不同温度下白炭黑对甲醛的吸附性能差异较大,20℃时5g白炭黑吸附甲醛最大量能达到4.07mg,吸附达到平衡时间为1055s,而70℃时5g白炭黑吸附甲醛的最大量仅为0.81mg,吸附达到平衡时间为365s。
由于MnO2对甲醛有不同寻常的催化作用,本文通过浸渍法向白炭黑表面负载MnO2,经本文研究发现负载上MnO2的白炭黑吸附量有所下降,但吸附速率有所提升。经试验研究发现浸渍时KMnO4溶液的浓度及吸附时的温度对负载MnO2的白炭黑吸附甲醛的性能有较大的影响,在80℃时浓度为1%的KMnO4溶液浸渍过的5g白炭黑吸附甲醛的最大量达到3.53mg,吸附达到平衡时间为480s,而浓度为0.3%与1.5%的KMnO4溶液浸渍过的5g白炭黑吸附甲醛的最大量分别为2.05mg和2.23mg,吸附达到平衡时间分别为660s和645s;在20℃时浓度为1%的KMnO4溶液浸渍过的5g白炭黑吸附甲醛的最大量为2.37mg,吸附达到平衡时间为465s。
吸附剂的循环再生性能是评价吸附剂的重要方面,本文通过试验发现,白炭黑经过7次的循环再生,最大吸附量降低9%左右。白炭黑在作为吸附剂或催化剂载体方面具有一定的优势。