【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光谱图像处理领域，尤其涉及一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的方法、系统及设备。
技术介绍
1、超细硫酸钡，因其独特的物理和化学属性，在众多工业领域扮演着重要角色。这些领域包括涂料、塑料、橡胶、纸张制造以及x射线成像剂等。由于其高密度和化学稳定性，超细硫酸钡常被用作颜料和填料，提供防辐射屏蔽等功能。然而，传统制备超细硫酸钡的方法常常面临效率低下、产品质量不稳定等问题，这限制了其在高端应用领域的进一步发展。为了解决这些问题，科研人员和工程师们已经开发了基于表面活性剂的超细硫酸钡制备方法。
2、基于表面活性剂的方法利用特定表面活性剂在化学反应中作为模板或稳定剂，以控制硫酸钡晶体的形成和生长。这种方法可以在较低的温度和压力条件下进行，生成的硫酸钡粒子具有更小的粒径和更高的均匀性，这对于其在精密制造领域的应用至关重要。目前，常见的超细硫酸钡制备方法包括化学沉淀法、微乳液法、溶胶-凝胶法等。这些方法的基本工作原理是在特定条件下，通过钡离子和硫酸根离子的缓慢反应形成硫酸钡沉淀颗粒。然而，虽然这种方法提高了粒度控制和产物纯度，但现有技术中仍然存在诸如反应控制精度不足、生产成本较高等问题。并且由于反应动力学难以严格控制，产物颗粒的尺寸分布较宽，易发生团聚，制备出的超细硫酸钡粉体性能难以满足实际应用需求。近年来，研究人员提出了多种策略来解决上述问题，如采用分子模板剂、界面活性剂等添加剂，或者设计特殊反应体系如微乳液、反相微乳体系等。这些方法在一定程度上改善了产物的分散性和尺寸分布，但普遍存在操作复杂、环境污染、成本高昂等缺陷
3、因此，亟需一种技术方案，从而能够实时监测反应过程，提供有关化学反应动力学和机制的即时数据，从而使得反应过程的控制更加精确，并提高最终产物的质量。
技术实现思路
1、为了解决现有技术的不足，本申请实施例提供了一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的方法、系统及设备。本申请解决了现有技术反应控制精度不足等技术问题。
2、本申请实施例提供了一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的方法，包括：将氢氧化钡粉末称量后溶解于去离子水中，并加热至85℃，以得到所述氢氧化钡粉末完全溶解的氢氧化钡溶液；将浓硫酸稀释至预设浓度，并调整ph值到目标范围；向氢氧化钡溶液中加入在水溶液中具有良好溶解性和稳定性的目标非离子型表面活性剂，并将调整好的硫酸溶液缓慢加入至氢氧化钡溶液中；基于反应过程中硫酸钡悬浮液的实时光谱图像，监测硫酸钡悬浮液的光谱变化，以动态调整反应条件；在反应完成后，对硫酸钡悬浮液进行离心分离，以得到硫酸钡固体；对硫酸钡固体进行多次洗涤，并在真空下对洗涤后的硫酸钡固体进行干燥，以得到超细硫酸钡的粉末。
3、一种可以的实现方式中，其中，所述基于反应过程中硫酸钡悬浮液的实时光谱图像，监测硫酸钡悬浮液的光谱变化，以动态调整反应条件，包括：根据光谱图像获取硫酸钡悬浮液中当前反应颗粒的综合粒径；根据综合粒径和目标粒径，动态调整反应条件。
4、一种可以的实现方式中，其中，所述根据光谱图像获取硫酸钡悬浮液中当前反应颗粒的综合粒径，包括：基于动态光散射图谱，获取硫酸钡悬浮液中反应颗粒的散射光强度波动数据；根据斯托克斯-爱因斯坦方程和散射光强度波动数据，计算当前反应颗粒的平均粒径，以作为第一粒径；基于激光衍射光图谱，通过计算硫酸钡悬浮液中不同大小反应颗粒对激光散射光角度分布在对应粒径上的加权平均值，以作为第二粒径；对所述第一粒径和所述第二粒径进行融合计算，以得到当前反应颗粒的综合粒径；其中所述融合计算包括加权平均。
5、一种可以的实现方式中，其中，所述根据综合粒径和目标粒径，动态调整反应条件，包括：根据综合粒径和目标粒径的差值，获取温度调整量，并将当前反应温度与温度调整量相加，以得到目标反应温度；根据综合粒径和目标粒径的差值，获取ph值调整量，并将当前ph值与ph值调整量相加，以得到目标ph值；根据综合粒径和目标粒径的差值，获取反应速率调整量，并将当前反应速率与反应速率调整量相加，以得到目标反应速率。
6、一种可以的实现方式中，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取温度调整量，并将当前反应温度与温度调整量相加，以得到目标反应温度，包括：其中，表示温度调整量，b表示目标粒径，a表示综合粒径，表示温度系数；其中，所述温度系数的取值范围为0.1-0.5nm/℃。
7、一种可以的实现方式中，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取ph值调整量，并将当前ph值与ph值调整量相加，以得到目标ph值，包括：，其中，表示ph值调整量，b表示目标粒径，a示综合粒径，表示ph值系数，表示ph截距；其中，所述ph值系数的取值范围为0.001-0.01，所述ph截距的取值范围为50-100nm。
8、一种可以的实现方式中，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取反应速率调整量，并将当前反应速率与反应速率调整量相加，以得到目标反应速率，包括：，其中，表示反应速率调整量，b表示目标粒径，a表示综合粒径，表示反应速率系数，表示反应速率截距；其中，所述反应速率系数的取值范围为0.1-1nm，所述反应速率截距的取值范围为80-120nm。
9、本申请实施例还提供了一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的系统，包括反应单元、控制单元和后处理单元；其中，所述反应单元，用于将氢氧化钡粉末称量后溶解于去离子水中，并加热至85℃，以得到所述氢氧化钡粉末完全溶解的氢氧化钡溶液；将浓硫酸稀释至预设浓度，并调整ph值到目标范围；向氢氧化钡溶液中加入在水溶液中具有良好溶解性和稳定性的目标非离子型表面活性剂，并将调整好的硫酸溶液缓慢加入至氢氧化钡溶液中；所述控制单元，用于基于反应过程中硫酸钡悬浮液的实时光谱图像，监测硫酸钡悬浮液的光谱变化，以动态调整反应条件；所述后处理单元，用于在反应完成后，对硫酸钡悬浮液进行离心分离，以得到硫酸钡固体；对硫酸钡固体进行多次洗涤，并在真空下对洗涤后的硫酸钡固体进行干燥，以得到超细硫酸钡的粉末。
10、本申请实施例还提供了一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的设备，包括：处理器、存储器、系统总线；其中，所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行上述实施例中所述的方法。
11、在如上所提供的一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的方法、系统及设备中，本申请实施例通过采用光谱检测技术跟踪反应过程，能够实时监测反应过程，提供有关化学反应动力学和机制的即时数据，从而使得反应过程的控制更加精确，并提高最终产物的质量。
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1.一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述基于反应过程中硫酸钡悬浮液的实时光谱图像，监测硫酸钡悬浮液的光谱变化，以动态调整反应条件，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述根据光谱图像获取硫酸钡悬浮液中当前反应颗粒的综合粒径，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述根据综合粒径和目标粒径，动态调整反应条件，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取温度调整量，并将当前反应温度与温度调整量相加，以得到目标反应温度，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取pH值调整量，并将当前pH值与pH值调整量相加，以得到目标pH值，包括：
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取反应速率调整量，并将当前反应速率与反应速率调整量相加，以得到目标反应速率，包括：p>
8.一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的系统，其特征在于，包括反应单元、控制单元和后处理单元；其中，
9.一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的设备，其特征在于，包括：处理器、存储器、系统总线；其中，所述处理器以及所述存储器通过所述系统总线相连；所述存储器用于存储一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当被所述处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于光谱检测优化制备超细硫酸钡的方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，所述基于反应过程中硫酸钡悬浮液的实时光谱图像，监测硫酸钡悬浮液的光谱变化，以动态调整反应条件，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述根据光谱图像获取硫酸钡悬浮液中当前反应颗粒的综合粒径，包括：
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述根据综合粒径和目标粒径，动态调整反应条件，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，所述根据综合粒径和目标粒径的差值，获取温度调整量，并将当前反应温度与温度调整量相加，以得到目标反应温度，包括：
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，其中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：周世勇，陈志连，陈炜峰，殷小强，
申请(专利权)人：平利县安得利新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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