silica white carbon black

定義：用作橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑的輕質(zhì)二氧化硅。其表觀密度為0.128g/cm³。

學(xué)科：化工_高分子化工_合成橡膠_合成橡膠的加工及改性

相關(guān)名詞：二氧化硅 非金屬材料

2023年9月5日，上海，第21屆中國國際橡膠技術(shù)展覽會(huì)，白炭黑。圖片來源：視覺中國

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白炭黑，化學(xué)名為二氧化硅（SiO₂），是一種白色、無毒、無定形粉末，為高度分散的納米級(jí)非金屬材料。因其外觀呈白色且可以作為炭黑的替代品而得名。白炭黑的粒徑一般在10~100納米之間，具有較大的比表面積和表面活性。具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率較高，可以用作吸附、催化劑載體。表面有豐富的硅醇基團(tuán)，可以與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，具有良好的界面性能。熱穩(wěn)定性較好，可以在高溫環(huán)境下使用。白炭黑還具有獨(dú)特的光學(xué)性能，可以用于光催化、光電池等。

白炭黑的制備方法主要有：1.干法球磨法：將硅石與適量磨料混合，經(jīng)過球磨機(jī)磨細(xì)，然后進(jìn)行干燥、篩選，得到白炭黑，這種方法得到的白炭黑純度較高，但能耗較大。2.水玻璃法：將硅酸鈉溶液與酸反應(yīng)，生成硅酸膠體，經(jīng)過干燥、燒結(jié)，得到白炭黑。濕法生產(chǎn)的白炭黑粒徑較小，表面活性較強(qiáng)，因此在很多領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。3.氣相法：將硅烷或硅氧烷在高溫下分解，生成硅納米顆粒，經(jīng)過收集、干燥，得到白炭黑。

白炭黑作為一種新型非金屬材料，以其獨(dú)特的性能，在許多領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

1.橡膠工業(yè)：橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑為其最大的下游應(yīng)用，用量占其總用量的75%以上，用以提高橡膠的強(qiáng)度、耐磨性、抗老化性等性能。2.涂料工業(yè)：用于制備高性能涂料，提高涂層的附著力、硬度、耐磨性等性能。3.塑料工業(yè)：作為塑料填料，提高塑料的強(qiáng)度、耐磨性、抗老化性等性能。4.催化劑載體：具有較大的比表面積和活性，可以用作催化劑載體，提高催化劑的性能。5.環(huán)境保護(hù)：用作吸附劑，有效去除水中的有害物質(zhì)，也可以用于光催化反應(yīng)，降解空氣和水中的污染物。6.生物醫(yī)學(xué)：具有良好的生物相容性，可以用于制備生物醫(yī)學(xué)材料，如支架、骨替代材料、藥物的載體等。7.食品加工：作為食品添加劑，改善食品的口感和穩(wěn)定性。8.電子工業(yè)：可以作為半導(dǎo)體材料的載體，提高電子器件的性能。9.農(nóng)業(yè)：可以作為肥料的載體，提高肥料的利用率。

（延伸閱讀作者：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 洪波教授）

責(zé)任編輯：張鵬輝