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國(guó)儀量子技術(shù)(合肥)股份...

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探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

閱讀:1113      發(fā)布時(shí)間:2024-9-19
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摘要

鈦白粉因其優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)在涂料、塑料、橡膠、造紙、油墨、化纖等眾多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。研究表明,鈦白粉的物理化學(xué)性質(zhì),如光催化性能、遮蓋力和分散性,與比表面積和孔徑結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

采用靜態(tài)氣體吸附法精準(zhǔn)表征鈦白粉的比表面積和孔徑分布等參數(shù),可以用于評(píng)價(jià)鈦白粉的品質(zhì),有助于優(yōu)化其在特定應(yīng)用場(chǎng)景中的最佳性能表現(xiàn),從而進(jìn)一步提升鈦白粉在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用效果。

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

鈦白粉是一種重要的白色無(wú)機(jī)顏料,主要成分為二氧化鈦。鈦白粉的顏色、顆粒度、比表面積、分散性和耐候性等指標(biāo)決定了其在不同應(yīng)用中的性能,且比表面積是決定鈦白粉在應(yīng)用中性能的關(guān)鍵參數(shù)之一。比表面積和孔徑表征有助于了解鈦白粉的分散行為從而優(yōu)化其在涂料和塑料等應(yīng)用中的性能,具有高比表面積的鈦白粉通常表現(xiàn)出更強(qiáng)的遮蓋力和染色能力[1]

此外,有研究表明,鈦白粉作為催化劑載體時(shí),其孔徑較大時(shí),可以提高活性成分的分散性并增強(qiáng)催化劑的整體活性;孔徑較小時(shí),活性位點(diǎn)密度增加,有助于提高反應(yīng)效率。因此,通過(guò)調(diào)控鈦白粉的孔隙結(jié)構(gòu),可以改善其作為催化劑載體的性能。

綜上所述,比表面積和孔徑分布表征不僅可以用于評(píng)價(jià)和優(yōu)化鈦白粉在各種應(yīng)用中的性能,還能作為生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量控制的重要手段。通過(guò)對(duì)鈦白粉的精確表征,可以更好地理解和利用鈦白粉的獨(dú)特性質(zhì),以滿(mǎn)足鈦白粉在不同應(yīng)用領(lǐng)域中的需求。

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

1.脫硝催化劑用鈦白粉的比表面積和孔徑分布表征

 

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前應(yīng)用及研究較多的煙氣脫硝技術(shù)之一。催化劑是SCR技術(shù)的核心,催化劑的性能直接影響到氮氧化合物的脫除效率[2]。鈦白粉為脫硝催化劑的載體材料,主要對(duì)催化劑活性組分及催化助劑起機(jī)械承載和抗磨蝕作用,并可增加催化反應(yīng)表面積及提供合適的孔結(jié)構(gòu)。

以下是采用國(guó)儀量子自研的V-Sorb X800系列比表面及孔徑分析儀對(duì)脫硝催化劑用鈦白粉的表征案例。如圖1左所示,該脫硝催化劑用鈦白粉的比表面積為96.18 m2/g,較大的比表面積為其作為載體材料提供了更多的活性位點(diǎn),從而可以提高脫硝催化反應(yīng)的效率。N2吸附-脫附等溫線(xiàn)(圖1右)可知,主要為Ⅳ型等溫線(xiàn)。采用BJH模型進(jìn)行介孔孔徑分布分析 (圖2左),可得出該鈦白粉在9.50 nm處有集中的介孔分布。通過(guò)SF-孔徑分布圖(圖2右)可得出該樣品微孔階段的最可幾孔徑為0.44 nm。研究鈦白粉比表面積及孔徑分布對(duì)脫硝催化劑的影響,可以?xún)?yōu)化催化劑設(shè)計(jì)和脫硝工藝,提高對(duì)氮氧化物的去除效率。

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用
 

2.通用型鈦白粉的比表面積和孔徑分布表征

 

通過(guò)調(diào)整控制不同應(yīng)用領(lǐng)域的鈦白粉的比表面積和孔徑分布,可以幫助評(píng)估和改進(jìn)鈦白粉的性能和應(yīng)用效果。例如在涂料和塑料行業(yè)的應(yīng)用中,比表面和孔徑分析有助于優(yōu)化鈦白粉的分散性和光散射能力,從而確保涂層的均勻性和耐久性、提高塑料制品的機(jī)械性能和耐候性等。此外還能為生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量控制提供重要手段,以確保產(chǎn)品的一致性。

采用國(guó)儀量子自研的V-Sorb X800系列比表面及孔徑分析儀對(duì)鈦白粉的比表面及孔徑分布進(jìn)行表征。如圖3左所示,通過(guò)多點(diǎn)BET方程計(jì)算出該鈦白粉的比表面積為18.91 m2/g。再進(jìn)一步分析其N(xiāo)2吸附-脫附等溫線(xiàn)(圖3右)可知,為Ⅱ型等溫線(xiàn)。進(jìn)一步采用NLDFT全孔徑分析(圖4)可知,該鈦白粉的總孔體積為0.066 cm3/g,微孔體積占比9.66%,介孔體積占比69.72%。深入研究鈦白粉的比表面積、孔徑分布、孔容及其影響因素可以為其應(yīng)用和性能優(yōu)化提供參考依據(jù),從而滿(mǎn)足不同行業(yè)對(duì)高性能鈦白粉的需求。

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

 

探索鈦白粉的超凡純凈!氣體吸附技術(shù)在鈦白粉表征中的應(yīng)用

[1]鄒勇,李綱,李禮,等.影響鈦白粉在涂料中光澤度的因素分析[J].鋼鐵釩鈦,2024,45(03):33-38.

[2]李化全,邱貴寶,呂學(xué)偉. 脫硝催化劑載體二氧化鈦的制備與表征 [J]. 鋼鐵釩鈦, 2022, 43(03): 26-32.

 

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