用于飞灰的表面改性的方法及其工业应用技术

本发明专利技术描述了用于飞灰的表面改性的方法及其工业应用，它包括新型表面敏化、新型表面活化和后续的在常规化学镀浴中对原样飞灰粒子的Cu或Ag涂覆。这些新型表面改性方法提供对于常规方法的高效和节省成本的备选方案，该常规方法用较昂贵的Sn-Pd催化剂体系对飞灰粒子的表面进行改性。相对于用较昂贵的Sn-Pd催化剂体系处理的飞灰，用所述新型表面改性方法处理的飞灰还适用于更大量的工业应用。原样飞灰粒子，经由新型表面改性方法处理，发现了工业应用如用于制备用于电子器件的EMI屏蔽的导电聚合物、油漆、粘合剂、密封物和树脂的导电填料，用于汽车工业中使用的铅系复合材料以及作为通过将有机分子的较长链分解成较小的链而净化工业废水的催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于飞灰(flyash)的表面改性的方法及其工业应用。更具体地，本专利技术涉及用于飞灰的表面改性的方法及其在导电聚合物、油漆、粘合剂、密封剂和树脂、用于汽车工业的铅系复合材料(lead-based composite)和催化中的工业应用。
技术介绍
飞灰(实心和中空的，也称为空心微珠)，热电厂的废副产物，包含二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、和铁、钙(CaO)、镁，及有毒重金属如砷、铅和钴的氧化物，已成为环境有害的并在世界范围内造成严重的处理问题。在利用这种废料中的第一个主要缺点在于，目前缺乏用于工业应用的基于飞灰的创造性增值产品。在利用这种废料中的第二个主要缺点在于，用于飞灰粒子的表面改性以使它们适用于工业应用的新方法有限-(http://·edugreen. teri. res. in/explore/air/flyash. htm)。已经描述了一种用于在飞灰粒子的表面沉积导电金属如铜(Cu)和银(Ag)的新型化学镀方法(无电镀法，electroless method)。现有技术包括通过在氯化锡(II) (SnCl2)的酸性水浴(常规表面敏化浴)中搅拌飞灰粒子而在它们的表面上吸附锡(II)离子(Sn2+)。SnCl2 — Sn2++2Cr(I)然后将表面敏化的飞灰粒子在氯化钯(II) (PdCl2)的酸性水溶液(常规表面活化浴)中搅拌，以用Pd簇活化飞灰粒子的表面。Sn2++Pd2+ — Pd°+Sn4+(2)然后将表面活化的飞灰粒子在由碱性水溶液构成的常规化学镀浴中搅拌以涂覆(涂布，coat) Cu或Ag，从而制备用于工业应用的表面改性的基于飞灰的产物，该碱性水溶液中溶解有金属前体(如金属的硝酸盐、硫酸盐或氯化物)、稳定剂(如酒石酸钠钾(NaKC4H4O6) )、pH控制剂(如氢氧化钠(NaOH))和还原剂(如甲醛(HCHO))。Cu2++2e — Cu0(3)可以参考经由常规化学镀工艺在云母、石墨、A1203、SiO2和二氧化钛(TiO2)粒子上沉积Cu，该化学镀工艺利用常规Sn-Pd催化剂体系以及作为自活化剂的Cu (S. Shukla和S.Seal,“Electroless Copper Coating of Zirconia utilizing Palladium Catalyst(利用钯催化剂对氧化锆的化学镀覆铜)”，J. Am. Ceram. Soc. 86 (2) 279-285 (2003) ；S. Shukla，S.Seal, Z. Rahman, 和 K.Scammon,“Electroless Copper Coating of Cenospheresusing Silver Nitrate Activator (利用硝酸银活化剂对空心微珠的化学镀覆铜)，，，Mater. Lett. 57,151-156 (2002) ； J. Akesson, S. Seal, S. Shukla,和 Z· Rahman,“Copper Plating Process Control by SEM(通过 SEM 的锻铜工艺控制)”，Adv. Mater.Processes (AMP) 160 (2),33-35 (2002) ；S.Shukla, S.Seal, S.Schwarz,和 D.Zhou,“Synthesis and Characterization of NanocrystalIine Silver Coating of FlyashCenosphere Particles by Electroless Process (通过化学锻工艺的飞灰空心微珠粒子的纳米晶体银涂层的合成和表征)”，J. Nanosci. Nanotech. 1,417-424(2001) ；S. Shukla,S. Seal,J. Akesson,R. Oder, R. Carter,和Ζ·Rahman,“Study of Mechanism of ElectrolessCopper Coating of Fly-Ash Cenosphere Particles (对飞灰空心微珠粒子的化学锻覆铜的机制的研究)”，App. Surf. Sci. 181 (1-2) 35-50 (2001)。现有技术的第三个主要缺点在于，常规的Sn-Pd催化剂体系非常昂贵。现有技术的第四个主要缺点在于，没有用来敏化飞灰粒子的表面以用金属如Cu和Ag来涂覆它们的备选机制。现有技术的第五个主要缺点在于，没有用来活化飞灰粒子的表面以用金属如Cu和Ag来涂覆它们的备选机制。(D. Deonath和P. K. Rohatgi, “Cast AluminiumAlloy Composites Containing Copper-Coated Ground Mica Particles (含有覆铜的粉碎云母粒子的铸铝合金复合材料)”，J. Mater. Sci. 16 (6), 1599-1606 (1981) ；ff. Lu，VS.Donepudi, J.Prakash, J. Liu,和 K.Amine,“Electrochemical and Thermal Behaviorof Copper Coated Type MAG_20Natural Graphite (覆铜型 MAG-20 天然石墨的电化学和热行为)”，Electrochim. Acta 47 (10)，1601-1606 (2002) J. F. Silvain, J. L. Bobet,和J. M. Heintz,“Electroless Deposition of Copper onto Alumina Sub-Micronic Powdersand Sintering(铜在氧化招亚微粉末上的化学沉积和烧结)”，Composites A 33(10),1387-1390(2002) ；Y. Kobayashi, Y. Tadaki, D. Nagao,和 Μ· Konno, “Deposition of Gol dNanoparticles on Silica Spheres by Electroless Metal Plating Technique (通过化学镀金属技术在二氧化娃球上沉积金纳米粒子)”，J. Colloid Interface Sci. 283 (2),601-604(2005) ；K. Gopakumar, C. Pavithran,和 P. K. Rohatgi, “Preparation of CopperCoated Titania Particles for Composites (用于复合材料的覆铜的二氧化钛粒子的制备)”, J. Mater. Sci. 15(6)，1588-1592(1980) ；K. Gopakumar, Τ. P. Murali，和 P. K. Rohatgi,“Metal-Shell Char Particulate Composites using Copper Coated Particles (使用覆铜粒子的金属壳炭微粒复合物)”，J. Mater. Sci. 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨蒂亚吉特·维什努·舒克拉，克里希纳·戈帕库马尔·沃里涅，拜尤·维贾延·基扎克基利库达希尔，撒昌·希吉塔，
申请(专利权)人：科学与工业研究委员会，
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