高嶺土對三維立體結構晶須的催化合成作用原理

T-ZnOW是具有對稱的三維立體結構的晶須。多項研究表明，它除了和其它晶須一樣具有很高的強度外，還具有多種其它的優異性能。例如它是各向同性材料，可以使T-ZnOW複合材料呈現各向同性的物理性能；它具有半導體性，可以用來製造抗靜電複合材料；它又具有吸收紫外線的性能，可提高材料的耐老化性能；它同時又是高密度性材料，這種性能可使其用於隔聲減振材料的填料，可用於音響器材等。

陳爾凡等研究了在高溫氣相氧化法中，多種廉價的黏土型礦物對T-ZnOW的催化作用，發現以高嶺土加工設備，高嶺土加工技術煆燒高嶺土為模板催化劑時可達到卓越的催化效果；探索了模板催化劑的結構和用量、溫度及氣相反應體係的過飽和度對反應產物形態的影響，選擇在適宜工藝條件(高嶺土鍛燒溫度為920〜1100℃，同時以一定的速度向爐內通人壓縮空氣，使鋅粉與空氣中的氧氣發生氧化反應；高嶺土添加量為14%)下製備了T-ZnOW。結果表明，所製晶須形態均一規整，表麵平滑，發育良好；T-ZnOW含量和收率均大於95%，其任意兩針間的夾角均為109.471°，基部直徑為3.0〜4.0μm，針部長為40〜50μm，長徑比為10〜20。同時分析了高嶺土在製備T-ZnOW中的催化作用。

①控製反應體係中鋅蒸氣的擴散、平衡高嶺土催化劑和白炭黑一樣可以控製反應體係中鋅蒸氣的擴散、平衡。當原料投入體係中，開始受熱時，雖然體係的溫度很高，但由於高嶺土是熱的不良導體，因此可起到阻熱作用，使原料中的鋅粉由外到內逐步受熱，控製鋅粉的升溫速度，使鋅粉逐步轉化為鋅蒸氣，起到控製鋅蒸氣濃度及反應過飽和度的作用。

②增加氧的活性能力高嶺土結構所含的OH-可活化氣氛中的氧，增加氧的活性能力，以控製T-ZnOW成核和反應體係的過飽和度。

③使原料結構鬆散陳化鋅粉和煆燒高嶺土混合好的原料結構鬆散，並且煆燒高嶺土經過950℃或更高溫度下處理，存在大量的通道及孔洞有利於鋅蒸氣的擴散，並且受高嶺土的控製，逐步生成的鋅蒸氣能夠與體係中的氧充分、快速地混合到一起，生成T-ZnOW晶體，提高了晶體的含量和收率。

由於這種鍛燒高嶺土在混合原料中所占的比例相對於白炭黑要少得多，這樣就可以在使用較少催化劑的條件下，生產更多的產品，既節約成本，又可減少固體廢料的排放。所以煆燒高嶺土可以代替過去使用的白炭黑而實現產品價格的下降，使T-ZnOW可以成為一種廉價的增強增韌劑，廣泛應用於材料的增強增韌。

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