锰酸锂
2017-06-06 17:50:13
锰酸锂，合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是锂离子蓄电池电极材料的关键,锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其
产业
化,掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的
金属
离子,能显著改善其循环性能。 锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是
价格
便宜,最大的缺点是容量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),压实低，导致不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.在动力电池方面 很有可能被三元取代 。 锰酸锂-特点:锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是
价格
便宜,最大的缺点是容量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.锰酸锂比表面积研究是非常重要的，锰酸锂的比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。真正完全自动化智能化比表面积测试仪产品，才符合测试仪器
行业
的国际标准，同类国际产品全部是完全自动化的，人工操作的仪器国外早已经淘汰。真正完全自动化智能化比表面积分析仪产品，将测试人员从重复的机械式操作中解放出来，大大降低了他们的工作强度，培训简单，提高了工作效率。真正完全自动化智能化比表面积测定仪产品，大大降低了人为操作导致的误差，提高测试精度。F-Sorb2400比表面积测试仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的F-Sorb2400比表面积测试仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比表面积检测设备，其测试结果与国际一致性很高，稳定性也很好，同时减少人为误差，提高测试结果精确性。 锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂，尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料，至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注，它作为电极材料具有
价格
低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。 锰酸锂的生产目前
市场
上主要的锰酸锂有AB两类，A类是指动力电池用的材料，其特点主要是考虑安全性及循环性。B类是指手机电池类的替代品，其特点主要是高容量。 锰酸锂的生产主要以EMD和碳酸锂为原料，配合相应的添加物，经过混料，烧成，后期处理等步骤而生产的。从原材料及生产工艺的特点来考虑，生产本身无毒害，对环境友好。不产生废水废气，生产中的粉末可以回收利用。因此对环境没有影响。
镍钴锰酸锂
2017-06-06 17:50:12
镍钴锰酸锂镍钴锰酸锂是一种电池材料，锂电池用正极材料--镍钴锰酸锂，俗称三元材料，化学成分Li1+zM1-x-yNixCoyO2，是由氢氧化镍钴锰和锂原材料混合均匀后经三温区烧结得到。该材料比容量高，循环特性好，晶体结构理想，且制备工艺简单，运行成本低，生产周期短，产品性能稳定，是一种更经济，更安全的锂离子电池的正极材料，必将取代其他锂离子电池正极材料。高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法，一种高密度锂离子电池正极材料镍钴锰酸锂的制备方法，其特征在于：包括将镍化合物、钴化合物、锰化合物混合、造粒，以３～１０℃／ｍｉｎ的升温速率，通过在一定温度和一定时间下进行第一次烧结，得到中间产物镍钴锰的氧化物（Ｎｉ↓［１／３］Ｃｏ↓［１／３］Ｍｎ↓［１／３］）↓［３］Ｏ↓［４］；然后将镍钴锰的氧化物与一定比例的锂化合物均匀混合，以３～１０℃／ｍｉｎ的升温速率，在高温下，通过一定时间进行第二次烧结，再将烧结产物经过粉碎、粒度分级后得到高密度的镍钴锰酸锂。镍钴锰酸锂在电池材料方面的应用十分广泛。锂离子电池是新一代的绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应等突出优点，广泛应用于各种便携式电动工具、电子仪表、移动电话、笔记本电脑、摄录机、武器装备等，在电动汽车中也具有良好的应用前景.正极材料是锂离子电池的重要组成部分,是目前锂离子电池中成本最高的部分。钴酸锂（LiCoO2）是目前唯一已经大规模
产业
化并广泛应用于商品锂离子电池的正极材料，然钴酸锂的年需求量已超过1万吨，从而导致钴价大幅攀升，钴资源短缺已开始制约
产业
发展。新型锂离子正极材料----复合氧化物镍钴锰酸锂是一种容量比较高的材料，其比容量比钴酸锂高出30%以上，和钴酸锂有相同的上下限电压，而且安全性也相对较好，
价格
相对较低，与电解液的相容性好，循环性能优异，更为重要的是其成本仅为钴酸锂的一半，是非常有前途的正极材料。此材料正逐步取代钴酸锂而成为在小型通讯和小型动力领域应用的主流正极材料。复合氧化物镍钴锰酸锂材料制备的关键是保证镍、钴、锰三元素的分子级混合，并控制其合理的粒度大小和分布。
镍钴锰酸锂
2017-06-02 15:14:45
锂
电池
的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。近年来，中国锂电池产量已大幅提升，锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料，发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。 金瑞科技作为国内最专业的
电解锰
生产企业,拥有电解锰产能4万吨,2008年产量约占全球市场份额的3%;四氧化三锰年产能2万吨左右,市场占有率50%以上。近年来公司通过金丰锰业、获得松桃金瑞矿业和黔东锰矿各50%股权等方式以提高产能及矿山自给率。目前电解锰行业需求出现积极信号。我们预计,未来两年在政府淘汰落后产能的治理中,公司有望进一步扩大市场份额。 公司控股的子公司金天能源材料于2005年12月率先在国内自主研发出了覆钴氧化型氢氧化镍新产品,并建成了1000吨/年的主要用于制作高品质镍氢二次电池以及动力电池产品生产线。目前金天能源主要为比亚迪和日本汤浅供应镍氢电池正极,经过近两年的发展,覆钴氧化型氢氧化镍新产品已经打入了日本电池企业在国内的合资电池厂等高端市场;同时,公司项目系列产品中的动力型氢氧化镍品种已通过了日本松下电池企业的性能检测。目前国内氢氧化镍总需求量约为16000吨/年,其中,高品质的覆钴氧化型氢氧化镍产品仅有不到2000吨/年的生产规模,而金天能源目前拥有氢氧化镍产能2000吨,覆钴氧化型氢氧化镍产能1000吨/年,预计公司能充分享受到行业成长的前景。 此外,公司开展了磷酸亚铁锂制备技术的研究和镍钴锰酸锂三元材料的研究,其中磷酸亚铁锂项目已取得了良好的结果,镍钴锰酸锂三元材料的开发也取得了较好的结果,并获得了科技部75万元的院所基金资助。随着国家鼓励发展电动汽车,大力提倡开发锂离子动力电池,公司电源材料必将受益。 本文为转载稿，仅代表作者本人的观点，与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失，上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜， 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
镍钴锰酸锂
2017-06-06 17:50:13
锂电池的性能主要取决于所用电池内部材料的结构和性能。这些电池内部材料包括负极材料、电解质、隔膜和正极材料等。其中正、负极材料的选择和质量直接决定锂离子电池的性能与
价格
。近年来，中国锂电池
产量
已大幅提升，锂电池正极材料也已经从单一的钴酸锂材料，发展到钴酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂等材料齐头并进的阶段。 金瑞科技作为国内最专业的电解锰生产企业,拥有电解锰产能4万吨,2008年
产量
约占全球
市场
份额的3%;四氧化三锰年产能2万吨左右,
市场
占有率50%以上。近年来公司通过金丰锰业、获得松桃金瑞矿业和黔东锰矿各50%股权等方式以提高产能及矿山自给率。目前电解锰
行业
需求出现积极信号。我们预计,未来两年在政府淘汰落后产能的治理中,公司有望进一步扩大
市场
份额。 公司控股的子公司金天能源材料于2005年12月率先在国内自主研发出了覆钴氧化型氢氧化镍新产品,并建成了1000吨/年的主要用于制作高品质镍氢二次电池以及动力电池产品生产线。目前金天能源主要为比亚迪和日本汤浅供应镍氢电池正极,经过近两年的发展,覆钴氧化型氢氧化镍新产品已经打入了日本电池企业在国内的合资电池厂等高端
市场
;同时,公司项目系列产品中的动力型氢氧化镍品种已通过了日本松下电池企业的性能检测。目前国内氢氧化镍总需求量约为16000吨/年,其中,高品质的覆钴氧化型氢氧化镍产品仅有不到2000吨/年的生产规模,而金天能源目前拥有氢氧化镍产能2000吨,覆钴氧化型氢氧化镍产能1000吨/年,预计公司能充分享受到
行业
成长的前景。 此外,公司开展了磷酸亚铁锂制备技术的研究和镍钴锰酸锂三元材料的研究,其中磷酸亚铁锂项目已取得了良好的结果,镍钴锰酸锂三元材料的开发也取得了较好的结果,并获得了科技部75万元的院所基金资助。随着国家鼓励发展电动汽车,大力提倡开发锂离子动力电池,公司电源材料必将受益。
锰酸锂电池
2017-06-02 15:08:17
锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂 尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料，至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注，它作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子
电池
的正极材料。 合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是锂离子蓄电池[有色商机
:
铅酸蓄电池]电极材料的关键,锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化,掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的
金属
离子,能显著改善其循环性能。 锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是价格便宜,最大的缺点是容 锰酸锂量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),压实低，导致不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.在动力电池方面 很有可能被三元取代 。 锰酸锂结构：LiMn2O4是一种典型的离子晶体，并有正、反两种构型。XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶体，晶胞常数a=0.8245nm，晶胞体积V=0.5609nm3。氧离子为面心立方密堆积(ABCABC….，相邻氧八面体采取共棱相联)，锂占据1/8氧四面体间隙（V4）位置(Li0.5Mn2O4结构中锂作有序排列：锂有序占据1/16氧四面体间隙)，锰占据氧1/2八面体间隙（V8）位置。单位晶格中含有56个原子:8个锂原子，16个锰原子，32个氧原子，其中Mn3+和Mn4+各占50%。由于尖晶石结构的晶胞边长是普通面心立方结构(fcc)型的两倍，因此，每个晶胞实际上由8个立方单元组成。这八个立方单元可分为甲、乙两种类型。每两个共面的立方单元属于不同类型的结构，每两个共棱的立方单元属于同类结构。每个小立方单元有四个氧离子，它们均位于体对角线中点至顶点的中心即体对角线1/4与3/4处。其结构可简单描述为8个四面体8a位置由锂离子占据，16个八面体位置(16d)由锰离子占据，16d位置的锰是Mn3+和Mn4+按1:1比例占据，八面体的16c位置全部空位，氧离子占据八面体32e位置。该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联，形成了一个连续的三维立方排列，即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了一个由四面体晶格8a、48f和八面体晶格16c共面形成的三维空道。当锂离子在该结构中扩散时，按8a-16c-8a顺序路径直线扩散(四面体8a位置的能垒低于氧八面体16c或16d位置的能垒)，扩散路径的夹角为107°，这是作为二次锂离子电池正极材料使用的理论基础。 市场人士表示，锰酸锂和锰酸锂电池行业的发展前景广阔。本文为转载稿，仅代表作者本人的观点，与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失，上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜， 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
锰酸锂价格
2017-06-06 17:50:13
目前
市场
上比较常见的正极材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元材料，而最被看好的则是磷酸铁锂和三元材料这两种，因为目前这两种材料的性价比，以及技术实现难度等都较为适合作为汽车用动力锂电池的正极材料，相较于磷酸铁锂和三元材料，锰酸锂
价格
相对较便宜。但是从更为长远的角度来看，对普通锰酸锂材料进行改良后生产出的尖晶石结构的锰酸锂，可能更适合用作动力锂电池的正极材料。 首先，从能量密度来看，尖晶石结构的锰酸锂电池要优于磷酸铁锂电池。由于受到空间和车重的限制，汽车用动力电池必须要非常轻巧，而且储能量要尽可能大，这就需要动力电池的能量密度要高。目前磷酸铁锂电池的充放电电压在3.7V左右，但是尖晶石结构的锰酸锂可以达到4.2V左右，而锂电池充放电电压高低与其能量密度大小有着正相关的关系，所以从能量密度方面来说，尖晶石结构的锰酸锂电池要更胜一筹。 其次，从使用电池时的安全性来说，锰酸锂电池也有一定优势。正极材料的导电性能与其充放电时释放的热量大小直接相关，即正极材料导电性越好，电池充放电时释放的热量越小。由于磷酸铁锂材料的导电性不如锰酸锂，所以磷酸铁锂电池在充放电会释放出大量的热量，使动力电池组内部的温度急剧升高，这是非常不安全的。 中投顾问研究总监张砚霖也指出，从汽车用锂电池制造成本方面来说，尖晶石结构的锰酸锂电池也具有一定的优势。近年来，磷酸铁锂正极材料的
市场价格
徘徊在15-20万元/吨间，而锰酸锂正极材料的
价格
则处在9-15万元/吨的区间，显然使用锰酸锂作为动力锂电池的正极材料更加有利于降低汽车用动力电池的生产成本。
锰酸锂电池
2017-06-06 17:50:13
锰酸锂主要为尖晶石型锰酸锂 尖晶石型锰酸锂LiMn2O4是Hunter在1981年首先制得的具有三维锂离子通道的正极材料，至今一直受到国内外很多学者及研究人员的极大关注，它作为电极材料具有
价格
低、电位高、环境友好、安全性能高等优点，是最有希望取代钴酸锂LiCoO2成为新一代锂离子电池的正极材料。 合成性能好、结构稳定的正极材料锰酸锂是锂离子蓄电池电极材料的关键,锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一。但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其
产业
化,掺杂是提高其性能的一种有效方法。掺杂有强M-O键、较强八面体稳定性且离子半径与锰离子相近的
金属
离子,能显著改善其循环性能。 锰酸锂与钴酸锂,三元等其他正极材料相比最大的优点是
价格
便宜,最大的缺点是容 锰酸锂量低(只能发挥到100-110,河南思维典型值:105),压实低，导致不太好压.是钴酸锂和三元材料的过渡产品.在动力电池方面 很有可能被三元取代 。 锰酸锂结构：LiMn2O4是一种典型的离子晶体，并有正、反两种构型。XRD分析知正常尖晶石LiMn2O4是具有Fd3m对称性的立方晶体，晶胞常数a=0.8245nm，晶胞体积V=0.5609nm3。氧离子为面心立方密堆积(ABCABC….，相邻氧八面体采取共棱相联)，锂占据1/8氧四面体间隙（V4）位置(Li0.5Mn2O4结构中锂作有序排列：锂有序占据1/16氧四面体间隙)，锰占据氧1/2八面体间隙（V8）位置。单位晶格中含有56个原子:8个锂原子，16个锰原子，32个氧原子，其中Mn3+和Mn4+各占50%。由于尖晶石结构的晶胞边长是普通面心立方结构(fcc)型的两倍，因此，每个晶胞实际上由8个立方单元组成。这八个立方单元可分为甲、乙两种类型。每两个共面的立方单元属于不同类型的结构，每两个共棱的立方单元属于同类结构。每个小立方单元有四个氧离子，它们均位于体对角线中点至顶点的中心即体对角线1/4与3/4处。其结构可简单描述为8个四面体8a位置由锂离子占据，16个八面体位置(16d)由锰离子占据，16d位置的锰是Mn3+和Mn4+按1:1比例占据，八面体的16c位置全部空位，氧离子占据八面体32e位置。该结构中MnO6氧八面体采取共棱相联，形成了一个连续的三维立方排列，即[M2]O4尖晶石结构网络为锂离子的扩散提供了一个由四面体晶格8a、48f和八面体晶格16c共面形成的三维空道。当锂离子在该结构中扩散时，按8a-16c-8a顺序路径直线扩散(四面体8a位置的能垒低于氧八面体16c或16d位置的能垒)，扩散路径的夹角为107°，这是作为二次锂离子电池正极材料使用的理论基础。 市场
人士表示，锰酸锂和锰酸锂电池
行业
的发展前景广阔。
碳纳米管的改性
2019-03-08 09:05:26
碳纳米管自发现以来，因为其共同的结构和独特的物理，化学和力学特性以及其潜在的运用远景而倍受人们的重视。碳纳米管(carbonnanotubes,CNTs)于1991年由NEC(日本电气)筑波研讨所的饭岛澄男(SumioIijima)初次发现。因为其优秀的电磁功用、力学功用、光学功用和热功用等，激起了人们的极大爱好，敏捷成为继 C60之后最抢手的碳纳米材料。
碳纳米管在溶剂中涣散性差、加工操作困难，这极大地约束了它的运用，因此需求经过表面改性来进步它的溶解性和涣散性。并且经过化学或物理的办法还能够将其他功用性基团或材料复合到碳管的表面制备多功用性材料。所以，碳纳米管的功用化改性是非常重要的一个研讨范畴。
一物理法改性
选用物理的办法使碳纳米管晶格发作位移，内能增大，内能增大后的碳纳米管易与介质发作反响，在机械力或磁力作用下活性炭纳米管的体表面与介质发作反响、吸附，到达表面改性的意图。
1高能机械研磨
运用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，经过研具与工件在高压力作用下的相对运动对碳纳米管表面进行改性加工。该法使碳纳米管表面构成晶格缺点或晶格歪曲，然后得到高活性自由基，使碳纳米管易于与其他材料发作反响。
缺点是在研磨过程中不易控制，在构成晶格缺点的一起简略导致碳纳米管的长度过短，失掉原始碳纳米管具有的功用。
2高能球磨法
用球磨机的滚动或振动使硬球对碳纳米管进行激烈的冲击、研磨和拌和，最终使碳纳米管表面构成晶格缺点，得到改性。
缺点是简略在样品中混入硬球成分的杂质，难以别离。
3超声振动法
运用超声波的高频声波发生振动，使碳纳米管在介质中进行涣散，碳纳米管在介质中涣散程度的好坏直接影响碳纳米管的功用与运用作用。
二化学法改性
运用化学办法引进具有活性的羧基、羟基、基等功用团，功用团的引进使得碳纳米管表面的化学性质发作了明显的改变，然后为后续的反响供给了改性的活性点。
1酸处理法
运用碳纳米管的端头及弯折处易被氧化开裂，一起转化为羧基、羟基的特色，选用浓酸或许稀酸处理，使其两头或弯折处开口，引进羟基、羧基等官能团，如图所示，进而增大碳纳米管与溶质间的亲和力，进步其在溶质中的涣散性。
2偶联剂法
选用分子结构一端和碳纳米管结构类似另一端和要结合的材料结构类似的分子作为偶联剂，一端与碳纳米管牢牢结合，另一端与要复合的材料分子结合。这种润饰办法不会对碳纳米管自身的结构构成损坏，然后能够得到结构完好的经润饰的碳纳米管。
3化学镀法
化学镀是近年来被很多研讨运用的一种在材料表面制备接连细密包覆层的办法，具有操作便利、工艺简略、镀层均匀、孔隙率小、外观杰出等特色。因其不必外加电源，但凡镀液能浸到的当地，包含微小孔、盲孔都能够得到均匀的镀层，所以在碳纳米管上也具有优秀的包覆性。
4高能射线辐照法
高能射线指离子束、电子束、γ射线等含有高能量的射线，当这些高能射线照射到碳纳米管上的时分，炮击碳纳米管击出碳原子，碳原子停留在晶格的空隙方位上发生空隙原子，在它本来的平衡方位则留下一个空位。当炮击粒子动能足够大时，导致磕碰级联效应，无序结构添加。大都空位和空隙原子或许互相复合而互相退火，但仍有少量原子作为空隙原子而构成晶格进一步缺点。辐射也能够引起碳原子的溅射，溅射出来的碳原子沉积在碳纳米管的外壁上构成一层无定形碳结构。
5原子搬运自由基聚合法
是近年来敏捷发展并有着重要运用价值的一种活性聚合技能。它源于有机化学中的原子搬运自由基加成反响，运用该技能可在碳纳米管表面接入聚合物分子链，然后取得具有某些功用特性的碳纳米管。
三联合法改性
一般单一的碳纳米管表面改性办法很难取得特定功用的改性碳纳米管，或许是需求花费很多的时刻、财力，得到的改性材料作用也不行抱负。假如将两种乃至多种改性办法合作运用，运用每种办法改性后所得到的功用特色，扬长避短，互相结合，可得到多样化的、功用愈加安稳的改性作用。
经过上述改性办法能够改进碳纳米管的涣散功用，进步它与基体材料之间的相容性，并增强它们之间的互相作用。别的，经过对其进行表面润饰还能够赋予碳纳米管新的功用，完成碳纳米管的分子拼装，取得各种功用优异的纳米材料，在分子电子学、纳米电子学以及纳米生物分子学等方面具有宽广的运用远景。
高岭土表面改性的方法与应用
2019-01-03 09:36:39
引言高岭土改性的研究与应用，国内外专利文献、资料时有报道，成果显著、发展迅速，改性高岭土年用量以较大幅度增长。改性高岭土比改性碳酸钙、硅酸钙、氧化铝、二氧化硅和云母的用量、用途及效果更胜一筹。高岭土的改性从广义讲可以通过物理、化学或机械的方法进行。对高岭土进行煅烧是改性，超微粉碎也是改性，因为它们均能赋予高岭土更好的活性(物理的、化学的)和更好、更广泛的应用特性[1]。由于高岭土的矿物形成条件及开采加工方法的差异，导致其表面性能(物理性质如表面积、表面能、表面形态等；化学性质如晶体结构、表面官能团等)有很大差别，使高岭土的应用范围具有局限性[2]。因此，研究、开发不同表面改性的方法，适应高岭土在不同行业中的应用要求，是扩大高岭土的应用范围及效果的重要手段。
一、高岭土矿物表面物理化学特征
高岭土又称瓷石，是多种矿物组成的含水铝硅酸盐的集合体，主要有用的成分是高岭石，其晶体化学式为2Al2Si2O5(OH)8或2SiO2•Al2O3•2H2O，显然是一种含水铝硅酸盐。高岭石中的水是以—OH的形式存在，其晶体结构的特点是由—Si—O四面体层和—Al—(O，OH)八面体层连接而成。高岭石每个结构单元层的O与相邻结构单元层八面体层的—OH通过氢键相结合，使高岭土结构单元呈层状堆积。这种层间力由于是弱的氢键和范德华力，故高岭土形态主要呈板状，易于沿与层面平行的方向裂开，而被加工成超细粉。在自然界中高岭土以鳞片状存在，它能与许多极性分子如HC—ONH2、CH3CONH2、(NH2)2CO等相互作用，产生高岭石(极性有机分子嵌合复合体)。有机分子进入层间域，并于结构层两表面与氢键相结合，其结果：1)使高岭土的结构单元层厚增大；2)改变了高岭土的表面性质(如亲水性等)，使高岭土的应用领域由此而拓宽[2]。
二、高岭土的表面改性方法
对高岭土表面改性，主要是提高其白度、亮度、表面化学活性及与聚合物的相容性等。
目前主要方法有：
—煅烧是使高岭土脱水和挥发性物质的一种方法，其目的在于提高高岭土的白度、纯度，改变晶体结构、表面及加工性能等。煅烧后的高岭土具有白度高、密度小、吸油性增加、比表面积增大、遮盖性和耐磨性良好、绝缘性和热稳定性高等特点。—偶联剂处理也是高岭土表面改性的一种方法，是利用偶联剂与高岭土表面活性基团间的相互作用而达到改变高岭土性质的。偶联剂处理高岭土主要方法：1)湿法处理。将高岭土粉浸入溶有偶联剂的溶液中，在一定温度下作用，然后使高岭土粉与溶剂分离，再将粉料进行干燥。与干法相比，湿法具有偶联剂与粉料混合均匀的优点，但也存在着加工工艺复杂、溶剂消耗大、成本高等缺点，目前该工艺已很少使用。用作高岭土表面处理的偶联剂种类很多，目前使用较多的有硅烷类、钛酸酯类、胺和脂肪酸表面活性剂类及铝钛复合型和锆类偶联剂等；2)干法处理。将高岭土微粉放入高速混合器中，在一定温度下搅拌、烘干，将溶有偶联剂的溶剂及助剂缓缓加入，经一定时间搅拌处理，可制成表面改性的高岭土填料。由于改性剂的用量很少，通常只是粉体的1%～5%，要使改性剂与粉体用干法处理混合包覆好，对设备和操作过程应充分注意，力求尽可能达到湿法的效果。—包膜处理是利用有机物或无机物在高岭土微粉粒表面包膜而改进其使用性能的一种方法。该法简便、实用性强，对一些使用要求不高的高岭土产品常采用该法改性，如硬脂酸包膜高岭土粉作普通橡胶填料等。—化学接枝处理是利用高岭土表面的活性—OH基在一定条件下能与其它物质形成化学键或被其它基团取代的原理，对高岭土表面进行处理的一种方法。经化学接枝处理的高岭土能极大地提高填料的性能，可根据需要选择合适的接枝体和不同的改性条件，达到不同的改性目的。在制造精细化、专用化产品方面，该方法具有较大的优势，是高岭土深加工的一个主要方面。
三、改性高岭土的应用
经改性后的高岭土，与有机高分子材料的交联性有了改善、分散性得到了提高、承受外界负荷的有效截面得到增加，使有机高分子材料制品的力学性能等得到增强，功能性大幅提高，所以改性高岭土的应用十分广泛。
（一）改性高岭土在涂料中的应用高岭土作为填充料很早就用于乳胶涂料和油漆中，这是因为它具有化学惰性、好的流动性能、色白、价廉、晶体表面阳离子交换容量较大，经一定的处理可提高其分散性。适用的粒度范围很宽，如粗粒高岭土在无光或平光漆中使用；细粒高岭土在高光泽的油漆或乳胶液中使用。涂料工业经常使用的高岭土有两大类：1)水洗超细高岭土；2)煅烧超细高岭土。煅烧高岭土是近年发展起来的一种新型功能型填料，作为涂料的填料不仅具有较高的白度和不透明性，能在高聚合物中提供较好的稳定性和色泽，而且有较好的遮盖力、软而耐磨，并有抗磨蚀、不收缩等特性[3]。高岭土作为白色填料，其本身并不具备遮盖力，但若以一定比例加入到白色涂料(油漆)中，则可起增亮剂的作用，使涂料的遮盖力有所提高。因此，在配方中能部分替代主颜料(如TiO2BaSO4•ZnS)，降低产品成本[5]。
（二）改性高岭土在塑料中的应用在塑料工业中，高岭土可代替重质CaCO3作PVC、PP、聚酯、尼龙、酚醛树脂等塑料的填充料，用来生产塑料地板和水管等[6]。以高岭土作塑料的填充料，能使塑料表面光滑，提高尺寸精度和耐化学腐蚀性等，尤其在生产高绝缘电缆塑料时作填充料，可提高其电阻率，这是其它无机矿物填料所无法比拟的。在其它塑料制品中应用改性煅烧高岭土，可使其产品尺寸稳定性、抗冲击强度和变形温度等均有较大的提高，并可增加填加量，降低成本[4]。（三）改性高岭土在橡胶中的应用在橡胶制品生产中，提高各种配合剂在胶料中的分散和交联程度，是确保制品胶料质地均一和制品性能优异的关键。对橡胶制品力学性能的影响主要是填料的结构、粒度、粒度分布、物理化学性质[7]，如粒状无机填料在橡胶制品生产中有利于加工成型。但它可造成应力集中，导致制品力学性能降低。鳞片状的无机填料在填充加工过程中，矿物的定向排列将有助于制品的定伸、扯断等力学指标的提高。无机填料表面能的大小直接影响在胶料中的分散性。在填料经过合适的偶联剂和工艺改性后，起到降低表面能的作用，使之增强相互之间的交联性和分散性[4～6]。高岭土作为填料和补强剂，可提高橡胶制品的档次。这是因为在橡胶中掺入粉状高岭土后，形成有机高聚物(橡胶)—无机物(高岭土)复合材料，它能改善橡胶制品的物理化学性能，如可提高橡胶制品的力学强度、耐磨性、耐酸碱腐蚀性、稳定性以及改善胶料的加工性能(如包辊性、吃粉速度、压延压出等)。与此同时，可明显降低橡胶制品的成本，提高经济效益。但是作为橡胶补强剂的高岭土，其Mn的含量必须
四、结语综上所述，高岭土的改性是一项应用广泛的精加工技术，随着研究开发的不断深入，市场的不断开拓，新技术、新产品将不断涌现，推陈出新。相信改性高岭土将有更多的品种、更好的使用性能与效果。
参考文献
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碳酸钙晶须表面改性研究
2019-03-06 10:10:51
导读
碳酸钙晶须是近年呈现的一种新式针状材料，因其结晶方式为单晶，晶体内部简直无缺点，具有强度高、模量高、耐热与隔热性好等优秀特性，与塑料复合时和基体树脂的相容性好，能够改进制品的加工功能，进步力学功能，以广泛应用于轿车、塑料、电气部件制作、高光洁度结构部件制作等范畴。 因为CaCO3表面CO32-离子有适当大比例可被水解，导致粒子表面因存在很多羟基而变为亲水疏油，在有机介质中难于均匀涣散，与基料之间没有结合力，易形成界面缺点，有必要对CaCO3晶须进行表面改性。经过改性，能够减小CaCO3颗粒间的附聚力，改进在基体中的涣散性及稳定性，下降两相界面张力，调理疏水性，进步与有机基料之间的潮湿性和结合力，进而改进复合材料的功能。
本文选用几种改性剂对碳酸钙晶须进行表面改性，从中挑选改性作用较好的改性剂进行条件实验，别离调查改性剂用量、改性温度、改性时刻、拌和转速、烘干温度等要素对碳酸钙晶须表面改性作用的影响，得出最佳的改性工艺技术。1实验部分
1.1 实验质料文石相碳酸钙晶须，文石相质量分数为87.9%，晶须均匀长度为22.8μm，均匀长径比为14.1。1.2 实验试剂硬脂酸、硬脂酸钠、十八酸锌、十二烷基磺酸钠、十二烷基磺酸钠、钛酸酯NDZ101、钛酸酯NDZ401、铝酸酯、聚酰胺和硅烷KH570，均为分析纯。1.3 实验设备数显悬臂式拌和机，RW20.n型；触摸角测量仪，HARKE-CA型。1.4 改性办法取不同质量分数的碳酸钙晶须料浆300mL，水浴加热拌和，必定温度下逐步参加改性剂的10mL无水乙醇溶液，改性处理必定时刻后趁热过滤，枯燥后即得到改性碳酸钙晶须产品。2样品表征活化指数法经过测定水上的漂浮量，反映矿藏粉体的改性程度。选用触摸角测定仪，测定水滴的触摸角θ，取三次的均匀值为该样品的触摸角。3成果与评论
3.1 改性剂品种对碳酸钙晶须改性作用的影响
实验选用了以下几种改性剂。由表1能够看出，钛酸酯NDZ101、硬脂酸钠、硬脂酸和十八酸锌改性后产品的活化指数最大，其他的改性剂作用显着比较差，乃至不起作用，触摸角的测定成果也阐明晰这一点，有的产品乃至将水珠吸收。在三种改性剂中硬脂酸钠改性产品的触摸角最大，且本钱较低，所以选用硬脂酸钠作为碳酸钙晶须的改性剂。表1 不同改性剂对碳酸钙晶须改性作用的影响3.2 改性剂用量的影响不同的改性剂用量对碳酸钙晶须改性作用的影响如图1所示。图1 改性剂用量与活化指数和触摸角的联系曲线经过图1，本实验终究断定硬脂酸钠改性碳酸钙晶须的最佳改性剂用量为3%。3.3 改性时刻的影响不同的改性时刻对碳酸钙晶须改性作用的影响见图2。图2 改性时刻与活化指数和触摸角的联系曲线由图2可知，改性时刻短，硬脂酸钠不能彻底吸附在碳酸钙晶须表面，改性时刻为20min时，活化指数及触摸角到达最大，阐明改性剂已彻底包覆在碳酸钙晶须的表面。跟着改性时刻的延伸，因为剧烈的拌和，有一部分物理吸附在物料表面的改性剂又发作掉落，所以选定改性时刻为20min。3.4 改性温度的影响不同的改性温度对碳酸钙晶须改性作用的影响见图3。图3 改性温度与活化指数和触摸角的联系曲线在室温20℃下对碳酸钙晶须进行改性时，活化指数、触摸角已达99.4%和125.85℃，跟着改性温度的升高，活化指数和触摸角的数据没有大的改变，但所得改性产品烘干后较为疏松，解聚更为简单，别的考虑到节能等要素，挑选改性温度为80℃。3.5 拌和转速对碳酸钙晶须改性作用的影响拌和转速对碳酸钙晶须改性作用的影响见图5。图4 拌和转速与活化指数和触摸角的联系曲线跟着拌和转速的添加，活化指数和触摸角逐步增大，阐明拌和转速越大，改性剂和碳酸钙晶须的涣散性越好，改性剂分子和碳酸钙晶须触摸的时机越多，改性越均匀，且拌和转速越大，所得产品在烘干后越松懈，解聚越简单。当拌和转速到达1500 r/min时，活化指数到达最大，触摸角也到达147.22°，归纳考虑各要素，挑选最佳拌和转速为1500 r/min。3.6 烘干温度对碳酸钙晶须改性作用的影响烘干温度对碳酸钙晶须改性作用的影响见图6。图5 烘干温度与活化指数和触摸角的联系曲线当烘干温度小于100℃时，跟着烘干温度的添加，活化指数及触摸角都逐步增大；当烘干温度到达100℃时，活化指数到达最大值100%，触摸角到达146.66°，跟着烘干温度持续增大，活化指数和触摸角反而减小，产品的白度逐步下降。当烘干温度到达150℃时，产品乃至变为深黄色，这是因为吸附在碳酸钙晶须表面的改性剂色彩发作了改变形成的。4 定论硬脂酸钠改性碳酸钙晶须的最佳实验条件是：改性剂用量3%，改性温度80℃，改性时刻20 min，拌和转速1500 r/min，烘干温度100℃，烘干时刻3 h。在最佳实验条件下，改性产品的活化指数为100%，触摸角为146.66°。
锰酸锂
