功能粉体材料制备—5幻灯片.ppt

第五章 分级与表面修饰 内容提要 粉体材料的分级 粉体材料的表面修饰 第一部分 粉体材料的分级 粉体材料的分级 粉体材料的分级 粉体材料的分级 粉体材料的分级－筛分 粉体材料的分级－筛分 粉体材料的分级－筛分 粉体材料的分级－筛分 粉体材料的分级－流体分级 粉体材料的分级－干式超细分级 粉体材料的分级－干式超细分级 粉体材料的分级－干式超细分级 粉体材料的分级－干式超细分级 应用举例－垂直流型重力分级器 有效惯性分级机(Virtual Impactor) 应用举例－射流分级机 粉体材料的分级－湿式超细分级 粉体材料的分级－湿式超细分级 应用举例－错流式分级机 应用举例－水力旋流器 应用举例－叶轮式水力分级机 粉体分级评价—定性评价 粉体分级评价—定性评价 第二部分 粉体材料的表面修饰 粉体材料的表面修饰 粉体材料的表面修饰 表面修饰的目的 粉体材料表面修饰的方法 表面物理修饰 范德华力法防止微粒团聚 反团聚过程 表面沉积法 表面化学修饰 表面化学修饰 酯化反应法 酯化反应法 偶联剂法 偶联剂法 偶联剂法 表面接枝改性法 表面接枝改性法 表面接枝改性法 其他的化学方法 其他的方法 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 定性评价通常所采用的仪器是显微镜和电镜。通过显微镜和电镜照片可以看出分级后的颗粒形貌,粗略地估计颗粒的粒度分布,以及要得到粒度范围的颗粒是否混有其他粒度范围的颗粒。 在粉体领域中通常用分级精度和分级效率来定量地评价分级效果。分级精度和分级效率的高低直接决定该项分级技术是否能够转化为生产力。因此分级技术必须对分级效率和分级精度进行考察。分级效率常用牛顿分级效率和部分分级效率来衡量,而衡量分级精度的方法为产品的粒径(d50)、分级精度指数(ｋ)、台拉(Terra)指数(ET)、不完全度(Imperfection,Ⅰ)与分级锐度指数(Si)等。分级效率的概念有牛顿分级效率、理查德分级效率和部分分级效率等．但以部分分级效率较为常用。 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 粉体材料的表面修饰是粉体材料制备、加工和应用过程中具有决定意义的关键技术，它又是建立在表面与胶体化学、固体物理、高分子化学与物理、有机化学、颗粒学等多种学科的科学基础之上的综合技术。按其修饰原理可分为表面物理修饰和表面化学修饰两大类。 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 对粉体材料表面修饰的研究主要包括以下三个方面的内容： 研究粉体的表面特性 对粉体表面特性进行分析和评估。 确定表面修饰的类型和工艺。 比表面积大，表面能高 表面存在活性高的化学键 表面台阶和粗糙度大，出现非化学平衡 粉体材料的表面特性 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 改善或改变粉体粒子的分散性 提高微粒表面活性 使微粒表面产生新的物理、化学性能 改善微粒与其它物质之间的相容性 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 粉体微粒表面修饰的方法按其原理可分为表面物理修饰和表面化学修饰两大类，按工艺则分为以下6类： 表面覆盖修饰、局部化学修饰、机械化学修饰 、外膜层修饰、高能量表面修饰和沉淀反应表面修饰 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 表面物理修饰总的来说就是通过吸附、涂敷、包覆等物理作用对微粒进行表面改性，利用紫外线等离子射线等对粒子进行表面改性也属于物理修饰，表面物理修饰主要有以下2种方法：范德华力法和表面沉积法。 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 粉末的团聚一般分为两种：软团聚和硬团聚 粉末的软团聚主要由于颗粒之间的范德华力和库仑力所致，该团聚可以通过一些化学作用或施加机械能的方法消除；粉末的硬团聚体内除了范德华力和库仑力外，还存在化学键作用，目前人们对粉末硬团聚机理看法不一，其最具代表性的有：晶体理论、毛细管吸附理论、氢键作用理论和化学键作用理论。 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 反团聚应分两步进行:第一步,在成胶过程中,即由一次颗粒形成二次颗粒的团聚,目前在该方面研究较少。第二步,在干燥过程前,采用一些方法控制凝胶的二次团聚,人们在这方面做了大量工作。采用表面活性剂对纳米粉体表面进行修饰来消除硬团聚是目前最经济、应用较广泛的方法。 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 此法是将一种物质沉积到微粒表面，形成与颗粒表面无化学结合的异质包敷层，利用溶胶可以实现对无机粒子的包敷，例如：将ZnFeO3纳米粒子放入TiO2溶液中，TiO2溶胶沉积到ZnFeO3纳米粒子表面，这种带有TiO2包敷层的ZnFeO3纳米粒子的光催化效率被大大提高了。 第五章 粉体后处理－分级与表面修饰 通过粉体微粒表面与改性剂之间进行化