[实用新型]用于制备纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于制备纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备装置。

背景技术

纳米二氧化硅具有优良的物理特性，广泛应用于电子封装材料、高分子复合材料、塑料、涂料、橡胶、颜料、陶瓷、胶粘剂、玻璃钢、药物载体、化妆品及杀菌材料等领域，为传统二氧化硅产品的应用带来划时代的意义。但现有的纳米二氧化硅粉体制备，主要通过硅酸盐在酸性条件下生成的硅酸沉淀热分解，目前，用作纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备过程中，存在硅酸沉淀颗粒尺寸大、粒度均匀性较差和操作技术复杂等问题，直接影响制备出的纳米二氧化硅粉体颗粒尺寸及分布。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于制备纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

1、用于制备纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备装置，其组成部分主要包括：封闭式两室电解槽、超声装置、电解电源、惰性阳极、惰性阴极、搅拌装置和两室的排气管。所述的两室电解槽是由离子交换膜有效分割开的封闭式两室电解槽，所述的阳极室安装在超声装置槽内进行电解操作，所述的阳极室内惰性阳极安装在搅拌器上，所述惰性阴极安装在阴极室内，所述的电解电源连接两极，所述的两室的排气管安装在两室的顶端。

2、所述的阳离子交换膜有效地将电解槽分割为阳极室和阴极室的两室电解装置，具有一定浓度的硅酸钠溶液加入阳极室和具有一定浓度的氯化钠溶液加入阴极室，在电解过程中，只允许阳离子由阳极室向阴极室进行定向运动，阳极室得到硅酸沉淀。

3、所述的惰性阳极安装在搅拌装置的搅拌桨端部，可随搅拌器进行转动，电极为具有网状(多孔)结构，在电解过程中惰性电极起到载体作用，其自身不损耗。

4、所述的阳极室安装在超声装置槽内，超声作用方向平行于阳离子交换膜安装方向，超声装置与电解槽之间传递介质为去离子水。

5、所述的惰性阴极安装在阴极室，在电解过程中惰性电极起到载体作用，其自身不损耗。

6、所述的直流电源正极连接到阳极，其负极连接到阴极，提供稳定电流和控制电流的变化。

7、所述的排气管分别安装在封闭的阳极室和阴极室上部，收集电解过程中产生的气体。

有益效果

1、本实用新型采用以阳离子交换膜为隔膜的封闭式两室电解装置，能够保证阳极室电解沉淀过程的沉淀环境稳定，有利于在阳极表面形成有利于硅酸形成的过饱和度，进而形成超细硅酸沉淀。

2、本实用新型采用装在阳极室搅拌装置上具有网状(多孔)阳极，可随搅拌器转动，避免硅酸在阳极表面沉淀，将硅酸沉淀及时移出沉淀区域，避免在该区域沉淀颗粒间团聚；网状(多孔)结构可增加阳极表面积，有助于硅酸沉淀产量，同时减少转动阻力，增加流体的湍动状态，也可避免硅酸沉淀在阳极表面。

3、本实用新型采用阳极室安装在超声装置槽内，在超声波强烈作用下，避免硅酸在阳极表面进行不断沉积，增加沉淀颗粒的团聚，减小电解过程的电流阻力，同时有利于硅酸沉淀在溶液中高度分散。

4、本实用新型采用阳极表面电解电流密度可控，做到反应程度可控，操作方便，网状(多孔)阳极可增加反应接触面积，有利于在阳极表面硅酸过饱和度的形成，在亚稳定状态下有利于超细硅酸粉体形成；电解阳极室溶液的氢氧根离子可生成氧气，在硅酸沉淀间起到空间阻隔作用，避免颗粒间团聚形成微米级颗粒沉淀物，从而形成颗粒尺寸大，颗粒尺寸分布不均的硅酸沉淀。

附图说明

附图1是实现本实用新型的装置结构示意图。

具体实施方式

实施例1

用于制备纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备装置，其组成部分主要包括：封闭式两室电解槽1、阴极室排气管2、阴极室3、惰性阴极4、阳离子交换膜5、惰性阳极6、搅拌装置7、超声装置8、阳极室9、阳极室排气管10和电解电源11。所述的封闭式两室电解槽1是由阳离子交换膜5有效分割开的封闭式两室电解槽，所述的阳极室9安装在超声装置8的槽内进行电解操作，所述的阳极室9的惰性阳极6安装在搅拌装置7上，所述惰性阴极4安装在阴极室3内，所述的电解电源11的正极和负极分别连接电解槽的阳极和阴极两极，所述的两室的排气管2和10安装在阴极室3和阳极室9顶端。

实施例2

实施例1所述的用于制备纳米二氧化硅粉体的硅酸原料制备装置，所述的阳离子交换膜5有效地将封闭式两室电解槽1分割为阴极室3和阳极室9的两室电解装置，在电解过程中，只允许阳离子由阳极室9向阴极室3进行定向运动，在阳极室9得到硅酸沉淀。

实施例3