氢氧焰燃烧制备纳米二氧化硅反应器设计及开发

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纳米二氧化硅是一种重要的工业原料,在硅橡胶、塑料、油漆、涂料、粘合剂、密封胶等领域有着广泛的应用,燃烧反应器是高质量纳米二氧化硅颗粒制备的关键和核心设备.该文设计开发了预混合多重射流氢氧焰燃烧反应器,讨论了火焰的燃烧形式对反应区温度场和浓度场的影响.通过对多重射流的空气动力学特征的分析和模拟计算,从理论上证明了预混合多重射流氢氧焰燃烧反应器可以提供均匀的温度场和浓度场.利用这种新型结构的燃烧反应器,制备了粒度分布均匀并具有典型链状和网络结构的纳米二氧化硅颗粒,其比表面积在126-430m<2>/g、粒径在7-14nm.借助于预混合多重射流氢氧焰燃烧反应器,研究了纳米二氧化硅颗粒制备工艺对颗粒粒径、烧结度、加热损失和灼烧损失的影响规律.用TEM、SEM、BET、TG等分析手段研究了不同工艺条件下纳米二氧化硅颗粒的BET比表面积、加热损失和灼烧损失、DBP吸油值、颗粒形貌、链状和网络化结构,探索了纳米二氧化硅在甲基乙烯基硅橡胶中的补强性能和分散性.利用预混合多重射流氢氧焰燃烧反应器制备纳米二氧化硅的理化指标和应用性能上远优于国内同类产品,接近或达到了德国Degussa和美国Cabot公司同类产品水平.
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