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喷雾干燥机用于制备二氧化硅的案例分享

返回列表 浏览:11 日期:2025-04-27

二氧化硅(SiO₂)是一种无机化合物,广泛存在于自然界(如石英、砂岩),也常通过人工合成制备。根据结构和性质,二氧化硅可分为: 无定形二氧化硅(如气相二氧化硅、沉淀二氧化硅) 结晶型二氧化硅(如石英、方石英) 

那艾仪器喷雾干燥机制备二氧化硅的案例 

案例1:气相法二氧化硅的喷雾干燥造粒 

背景: 气相二氧化硅(如Aerosil®)通常由四氯化硅(SiCl₄)高温水解制得,但原始产物为超细粉末(粒径<100 nm),易团聚且难以直接应用。喷雾干燥可将其造粒成易分散的大颗粒。 工艺流程: 原料准备:气相二氧化硅水分散体(固含量10-20%)。 喷雾干燥参数: 进风温度:150-200℃ 出风温度:80-100℃ 雾化器类型:压力式喷嘴(孔径0.7-1.2 mm) 进料速率:8-12 L/h 产品特性: 得到粒径100-300 μm的球形颗粒,流动性显著改善。 比表面积(BET)仍保持200-400 m²/g(原气相二氧化硅水平)。 应用:用于塑料、橡胶工业的补强剂,避免扬尘问题。 优势: 避免传统机械粉碎导致的二次团聚。 颗粒均匀,易于分散在聚合物基体中。 

案例2:沉淀法二氧化硅的喷雾干燥脱水 背景: 沉淀二氧化硅(如白炭黑)由硅酸钠与酸(如硫酸)反应生成,原始产物为含水凝胶。喷雾干燥可快速脱水并控制粒径。 工艺流程: 原料准备:沉淀二氧化硅浆料(固含量20-30%)。 喷雾干燥参数: 进风温度:180-220℃ 出风温度:90-110℃ 雾化器类型:离心式雾化器(转速18,000 rpm) 进料速率:10-15 L/h 产品特性: 得到粒径50-150 μm的多孔颗粒,比表面积50-300 m²/g。 含水率<1%,可直接用于橡胶、涂料行业。 应用:轮胎胎面胶增强剂、涂料增稠剂。 优势: 快速脱水避免高温烧结,保留多孔结构。 粒径可控,满足不同应用需求(如轮胎用粗颗粒,涂料用细颗粒)。 

案例3:食品级二氧化硅的喷雾干燥制备 背景: 食品级二氧化硅(E551)用于抗结块剂(如奶粉、咖啡粉)、流动助剂。传统方法(如沉淀法)产物需干燥处理。 工艺流程: 原料准备:硅酸钠与硫酸反应生成的二氧化硅浆料(固含量15-20%)。 喷雾干燥参数: 进风温度:160-180℃ 出风温度:80-90℃ 雾化器类型:压力式喷嘴(孔径1.0 mm) 进料速率:5-8 L/h 产品特性: 得到粒径30-80 μm的白色粉末,纯度>99%。 符合食品级标准(重金属<10 ppm)。 应用:奶粉、调味品、速溶咖啡的抗结块处理。 优势: 喷雾干燥避免高温碳化,保证食品级纯度。 粒径小,易分散在粉体中。 

案例4:介孔二氧化硅的喷雾干燥制备 背景: 介孔二氧化硅(如MCM-41)具有规则孔道结构,用于药物缓释、催化载体。传统制备方法需后处理造粒。 工艺流程: 原料准备:介孔二氧化硅溶胶(固含量5-10%)。 喷雾干燥参数: 进风温度:120-150℃(低温保护孔结构) 出风温度:60-80℃ 雾化器类型:离心式雾化器(转速15,000 rpm) 进料速率:3-5 L/h 产品特性: 得到粒径100-200 μm的颗粒,孔径2-5 nm,比表面积800-1000 m²/g。 应用:药物控释载体、重金属吸附剂。 优势: 低温喷雾干燥避免孔道坍塌。 颗粒化后便于分离和回收。 

喷雾干燥制备二氧化硅的关键注意事项 温度控制: 无定形二氧化硅需低温(<200℃)防止结构破坏。 结晶型二氧化硅可耐受更高温度(如石英砂喷雾干燥)。 粘壁问题: 添加少量分散剂(如聚乙二醇)减少粘壁。 定期清理干燥塔内壁。 粒径调控: 通过调节进料浓度和雾化压力控制粒径分布。 离心雾化器适合细颗粒,压力喷嘴适合粗颗粒。 喷雾干燥工艺可高效制备不同类型的二氧化硅产品(如气相法造粒、沉淀法脱水、食品级纯化、介孔结构保护),在橡胶、涂料、食品、医药等领域具有广泛应用。合理选择工艺参数是保证产品质量的关键。

喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液和浆状物料瞬间干燥成粉状或颗粒状产品。工艺过程简单、干燥温和特别适合热敏性物料,还可以快速工业化放大生产。那艾实验仪器的试验中心配备了6台功能各异的喷雾干燥造粒试验机以及专业的试验人员,能基本满足客户在粉体样品的制取及干燥特性的确认等方面的需求,为喷雾干燥工艺研究提供可靠的依据。诚挚欢迎广大新老客户前来试验、洽谈。

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