一种利用淀粉和煤矸石制备纳米白炭黑的方法

摘要

本发明涉及一种利用淀粉和煤矸石制备纳米白炭黑的方法，属于白炭黑制备技术领域。本发明通过对葛根进行人工捣碎研磨，水洗沉淀获得葛根淀粉，再将煤矸石和纯碱混合共熔后水淬得到的粗硅酸钠，利用高压溶解于去离子水中，加酸水解并加入葛根淀粉吸附二氧化硅，煅烧后即得纳米白炭黑。本发明制备的纳米白炭黑不易团聚，粒子分散性能好，氮吸附比表面积为175～200m²/g；且制备工艺简单，制备过程能耗低，所需成本低。

主权项

一种利用淀粉和煤矸石制备纳米白炭黑的方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取2～3kg葛根放入超声清洗仪中以200～300W功率清洗10～15min，取出清洗后的葛根自然晾干，将晾干后的葛根人工切成5～8cm的小段，再将得到的小段放入石臼中，用石杵捣碎研磨1～2h；（2）待研磨结束后，用8～10L去离子水冲洗石臼中捣碎后的葛根，收集乳白色冲洗液并将其装入陶瓷罐中，在4～6℃的冰水浴中静置过夜，分离去除上层清液，得到底部糊状葛根淀粉浆，最后放入40～50℃烘箱中干燥7～8h，得葛根淀粉，备用；（3）称取2～3kg煤矸石放入球磨机中，按球料比为30:1向球磨罐中加入不锈钢球磨珠，研磨结束后出料并过150目标准筛得到煤矸石粉末，再将煤矸石粉末和碳酸钠按质量为1:40混合均匀后一起放入马弗炉，以5℃/min速率程序升温至800～900℃，共混冶熔1～2h；（4）待冶熔结束后，将熔融物立即倒入沸水中水淬，过滤得到粗硅酸钠固体，将其放入高压反应釜中，再加入粗硅酸钠固体质量3～5倍的蒸馏水，在8～10MPa和120～150℃的条件下搅拌溶解6～8h，过滤分离去除滤渣，得到硅酸钠溶液；（5）向上述硅酸钠溶液中加入等体积质量浓度为5%硫酸溶液，常温下酸浸8～10h，再用浓度为0.3mol/L氢氧化钠溶液调节pH至7.0～7.5，再按固液比为1:5向里加入备用的葛根淀粉，搅拌均匀后升温至50～55℃保温熟化20～30min，将产物倒入布氏漏斗，用去离子水抽滤洗涤3～5遍得到滤渣；（6）将上述得到的滤渣放入马弗炉中，以3～5℃/min速率程序升温至400～500℃，保温煅烧2～3h后出料，得到的白色粉末即为纳米白炭黑。