超细氢氧化铝干燥过程中粒子团聚的研究

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湿化学法制取超细氢氧化铝粉末具有原料来源广泛、反应条件温和、工艺简单、成本低和易规模化等特点,但在氢氧化铝析出过程或干燥过程都容易发生粒子团聚,难以获得超细粉体。通过加入表面活性剂或改变粒子析出环境等措施能控制粒子析出时的团聚程度,但干燥过程中粒子团聚的研究较少。本文研究了超细氢氧化铝粉末干燥过程中粒子的团聚行为。结果表明:粒子的粒径越小,粒子团聚越明显;干燥温度的升高,将促进粒子的团聚;在干燥过程中细粒子优先团聚长大,粗粒子在干燥后期也能团聚长大;在恒温干燥过程中,湿粉体属恒速干燥过程;80℃干燥时,粒子总数减少速率快,小于2.0μm的粒子因团聚长大消失的速率快。而40℃干燥时,粒子总数的减少速率慢,小于0.5μm的粒子因团聚长大消失的速率快。加入表面活性剂后,细粒子难以团聚,粒子总数的减少小于6%;而不加入表面活性剂,粒子总数减少99%以上。红外光谱分析结果表明:加入表面活性剂后,游离羟基量增多,二聚或多聚的羟基量减少,同时在1310cm-1处出现非架桥羟基特征峰;BET分析和SEM结果表明,不加表面活性剂时粉体表面孔径分布不均匀,有的大于3μm,粒子易连接成块、坚硬,团聚明显。加入表面活性剂后,粉体中孔径分布均匀,粉体表面孔径均小于0.5μm,以开口的微孔和中孔为主,有利于水份的扩散,同时表面活性剂的加入能降低气液界面的界面张力,有利减少毛细管多向性坍塌的程度。因此,表面活性剂的加入,改变了粒子的表面性质,增加了空间位阻,使得架桥氢键难以生成,同时降低了毛细管作用,使得分子间作用力也发生改变,达到了干燥过程中控制粒子团聚的目的。
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