以稻壳灰为硅源制备超疏水性白炭黑

摘要

以稻壳为原料,采用自蔓延燃烧法制备高活性的稻壳灰。以稻壳灰为原料,采用碱溶煮-酸反应法制备较高纯度的白炭黑。以六甲基二硅氮烷(HMS)为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备超疏水性的白炭黑及其膜。主要研究酸反应过程中的pH值和反应时间对白炭黑中SiO2含量的影响,以及六甲基二硅氮烷改性剂对白炭黑(SiO2)膜疏水性能的影响,通过XRD、SEM、IR和润湿接触角进行性能表征。研究结果表明,将稻壳灰在NaOH溶液中加热到90℃后溶煮2 h,再用硫酸调节溶液的pH值为3,反应时间控制在2 h时,白炭黑SiO2的含量可达98.48%。当六甲基二硅氮烷用量为0.15(与硅钠溶液的质量之比)时,可以获得接触角为166.3°的SiO2的SiO2超疏水膜。而改性剂对SiO2表面改性作用是一种接枝反应,将疏水性基团接枝替代SiO2表面的羟基,而使SiO2表面疏水。