本发明专利技术公开了一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，涉及无机材料的制备技术领域，包括以下步骤：(1)将氢氧化钠溶液加入稻壳灰粉末中；(2)将混合均匀后的溶液进行超声处理；(3)对溶液真空抽滤，取滤液再次抽滤，得到最终滤液；(4)将上述滤液减压浓缩，得到的固体冷冻干燥，得到硅酸钠粗品；(5)将硅酸钠粗品中加入两亲性聚酯，加入水后搅拌均匀，减压浓缩除水，置于烘箱中烘干，得到最终产物硅酸钠。本发明专利技术的生产工艺简单，能耗低，且制备的硅酸钠纯度高，水溶性好，分散性高，为后续制备高分散性的二氧化硅提供了较好的制备原料，此外，稻壳灰可以回收利用，避免当废弃物处理造成浪费资源又污染环境的负面效应。又污染环境的负面效应。
【技术实现步骤摘要】
一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法
[0001]本专利技术涉及无机材料的制备
，具体涉及一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法。
技术介绍
[0002]稻壳含碳量多，多用作燃料，燃烧后的稻壳灰主要含有二氧化硅和碳，如果合理利用，具有相当大的潜在应用前景。
[0003]硅酸钠是一种用途广泛的无机材料，可以制造硅胶、分子筛，还可以作为肥皂填充料。硅酸钠是制备二氧化硅的重要原料，硅酸钠制备性能的好坏，直接影响二氧化硅的产品质量。二氧化硅常用于制备玻璃、光导纤维等，也能用于干燥剂、消泡剂和建筑涂料中，二氧化硅的分散性能对其使用过程中发挥性能好坏起到至关重要的作用。分散性好的二氧化硅可以迅速地制备目标产物，分散性能差的二氧化硅则要费时费力，对制备产物的效果还会起到负面效应。
[0004]目前，硅酸钠的制备主要以矿产石英砂和碳酸钠为原料，在高温高压条件下，煅烧混合物，其生产工艺复杂，能耗较高，且制备的硅酸钠杂质多，纯度低，溶解性差，为后续制备高分散性的二氧化硅带来了困难。此外，燃烧后的稻壳灰作为废弃物处理，既浪费资源又污染环境。
技术实现思路
[0005]针对现有技术中的问题，本专利技术提出了一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，制备出了一种分散性高、纯度高的硅酸钠，确保以硅酸钠为原料制备出的二氧化硅具有较好的分散性，本专利技术的制备方法减少了能耗，工艺相对简单，还对稻壳燃烧后的稻壳灰进行了回收利用，避免了稻壳灰作为废弃物处理时对环境的污染以及资源的浪费。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将氢氧化钠溶液加入稻壳灰粉末中，放置在磁力搅拌器上搅拌，混合反应3
‑
6h；
[0009](2)将混合反应后的溶液利用超声仪器进行超声处理，然后静置10
‑
20min；
[0010](3)将静置后的溶液进行真空抽滤，取抽滤瓶中的滤液再次抽滤，得到最终的滤液；
[0011](4)将上述滤液进行减压浓缩，得到的固体在冷冻干燥机中冷冻干燥，得到硅酸钠粗品；
[0012](5)将硅酸钠粗品中加入两亲性聚酯，加入水后搅拌均匀，减压浓缩除水，置于烘箱中烘干，得到最终产物硅酸钠；
[0013]所述的两亲性聚酯的制备方法为：将质量比1：1：(0.5
‑
1)的聚乙二醇、葵二酸和甲苯在烧瓶中加热混合，随后加入1
‑
3mL硫酸，恒温回流5
‑
10h，加入1
‑
2mL氢氧化钾溶液，搅拌
至溶液呈中性时，减压蒸馏除去甲苯，然后真空干燥，得到微黄色透明的两亲性聚酯。
[0014]优选地，步骤(1)中，所述氢氧化钠溶液和稻壳灰粉末的质量比为1：(0.1
‑
0.8)。
[0015]优选地，步骤(1)中，氢氧化钠溶液浓度为1
‑
3mol
·
L
‑1。
[0016]优选地，步骤(1)中，稻壳灰放在研钵中进行研磨，过50
‑
80目分子筛，得到稻壳灰粉末。
[0017]优选地，所述超声处理的超声频率为40KHZ，超声功率为50
‑
80W，超声处理20
‑
40min，超声温度保持50
‑
80℃。
[0018]优选地，所述两亲性聚酯的用量为稻壳灰粉末质量的1
‑
5％。
[0019]优选地，所述的冷冻干燥条件为温度设置在零下20
‑
40℃，冻结2
‑
4h，然后在真空压力1
‑
10Pa下冷冻5
‑
10h。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，针对现有技术所制备的硅酸钠分散性差，纯度相对较低，进而导致二氧化硅的分散性受到影响的问题，本专利技术选择在最终得到硅酸钠粗品中，加入自制的两亲性聚酯，这是一种创新的尝试，两亲性聚酯能显著提高所制备硅酸钠的分散性，进一步提高二氧化硅的纯度。
[0021]当氢氧化钠和稻壳灰发生反应后，会生成硅酸钠，硅酸钠表面会吸附或配位少量的OH原子团，加入两亲性聚酯后，两亲性聚酯中有羰基，硅酸钠吸附两亲性聚酯后，硅酸钠表面的羟基和两亲性聚酯间存在氢键，两亲性聚酯和硅酸钠表面羟基通过氢键结合，形成了吸附层，吸附之后，两亲性聚酯的亲水链段吸附在硅酸钠的表面，疏水链段形成了空间位阻，未吸附到两亲性聚酯的硅酸钠颗粒间主要依靠颗粒间的静电斥力实现平衡，空间斥力未增加，从而阻止颗粒碰撞发生聚沉。高聚物的存在通常会减少颗粒间的Hamaker常数，因而也减少了颗粒聚沉的现象，从而使制备的硅酸钠颗粒能更加均匀分散。
[0022]此外，本专利技术所用的稻壳灰仅仅进行简单的研磨，然后经分子筛筛选，此种方式避免了传统用马弗炉高温加热加压等方式，节省了能源，这种简单的处理方式还能增加稻壳灰中二氧化硅的含量，当氢氧化钠溶液和稻壳灰反应时，就会得到更多质量的硅酸钠。
[0023]本专利技术的制备方法简单，不需要传统方法中的高温高压条件，既节约了能源又提升了效率，是一种简单、易操作、效果好的制备硅酸钠的方法。
[0024]本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本专利技术。
[0026]本专利技术中所有的原料，对其来源没有特别限定，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
[0027]本专利技术中所有的原料，对其纯度没有特别限定，本专利技术优选采用分析纯或复合材料领域使用的常规纯度。
[0028]本专利技术对所有原料的牌号或型号没有特别限制，以本领域技术人员熟知的领域内的常规牌号或型号即可，本领域技术人员可以依据实际生产情况、产品要求或质量要求对生产厂商进行选择。
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供了一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，用以下步骤制备完成：
[0031]步骤1：将稻壳灰放在研钵中进行研磨，过60目分子筛，得到稻壳灰粉末，然后取2份稻壳灰粉末加入浓度为1mol
·
L
‑1、重量份数为5份的氢氧化钠溶液中，放置在磁力搅拌器上搅拌，混合反应3h；
[0032]步骤2：将混合反应后的溶液利用超声波进行超声处理，超声处理的超声频率为40KHZ，超声功率为50W，超声处理30min，超声温度保持50℃，然后静置10min；
[0033]步骤3：将静置后的溶液进行真空抽滤，取抽滤瓶中的滤液再次抽滤，得到最终的滤液；
[0034]步骤4：将上述滤液进行减压浓缩，得到的固体在冷冻干燥机中冷冻干燥，得到产物硅酸钠粗品。所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将氢氧化钠溶液加入稻壳灰粉末中，放置在磁力搅拌器上搅拌，混合反应3
‑
6h；(2)将混合反应后的溶液利用超声仪器进行超声处理，然后静置10
‑
20min；(3)将静置后的溶液进行真空抽滤，取抽滤瓶中的滤液再次抽滤，得到最终的滤液；(4)将上述滤液进行减压浓缩，得到的固体在冷冻干燥机中冷冻干燥，得到硅酸钠粗品；(5)将硅酸钠粗品中加入两亲性聚酯，加入水后搅拌均匀，减压浓缩除水，置于烘箱中烘干，得到最终产物硅酸钠；所述的两亲性聚酯的制备方法为：将质量比1：1：(0.5
‑
1)的聚乙二醇、葵二酸和甲苯在烧瓶中加热混合，随后加入1
‑
3mL硫酸，恒温回流5
‑
10h，加入1
‑
2mL氢氧化钾溶液，搅拌至溶液呈中性时，减压蒸馏除去甲苯，然后真空干燥，得到微黄色透明的两亲性聚酯。2.根据权利要求1所述的高分散二氧化硅用硅酸钠的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氢氧化钠溶液和稻壳灰粉末的质量比为1：(0.1
‑
0.8)。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵东旭，赵生保，赵生护，汪旋，赵卫，田野，周娟，
申请(专利权)人：安徽龙泉硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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