用SiCl4液相鼓泡法，采用工业上气体分布装置，既能有效降低SiCl4的反应浓度，减缓反应速率，又能实现提纯粗SiCl4的目的。
[0020]③通过测量溶液pH值的变化，找到了白炭黑晶核的萌发与生长阶段分隔点，超声辅助下，反应初可促使大量的晶核生成，而后晶核缓慢生长，制得产品粒径均匀，分散性较好。
[0021]④反应体系中，加入六偏磷酸钠，通过静电稳定机制，提高了粒子的分散性；加入聚乙二醇(PEG-2000)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)，通过空间位障稳定机制，有效防止了粒子的团聚。
4
【具体实施方式】
[0022]在实施工程中，可以优先考虑以下方案。
[0023]实施例1
[0024]配制浓度lmol/L的氨水溶液，在溶液中分别加入液体总质量0.1 %的聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)、聚乙二醇(PEG-2000)和六偏磷酸钠，将上述溶液注入高径比为7，内置功率可调式超声波振板和气体分布器，带有冷凝器的密闭圆柱形反应器中。
[0025]将干净的压缩空气通入高径比为5，底部装有气体分布器的SiCl4储罐中，控制压缩空气压力和流速，保持SiCl4与空气的体积比在1: 10之间，使SiCl4与空气的混合气体以一定的压力和流速通过反应器底部的气体分布器，与氨水溶液进行反应。为防止堵塞气体分布器，在通入SiCl4之前和反应结束后都持续向反应器里面通入干净的空气。
[0026]反应开始时，控制反应温度40°C，搅拌速率250r/min，超声功率250W，至溶液pH值为9时，将超声功率降为150W，至溶液pH值7.5左右。将初产品陈化8h，过滤，洗涤，105°C下烘干，制得纳米白炭黑微球。含氯化铵的废液经多效蒸发浓缩，冷却结晶，制备农业肥料。反应器顶部的气体则通入石灰水中进行密封，回收可能外溢的SiCl4,以保护环境。
[0027]实施例2
[0028]配制浓度2mol/L的氨水溶液，在溶液中分别加入液体总质量0.2%的聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)、聚乙二醇(PEG-2000)和六偏磷酸钠，将上述溶液注入高径比为6，内置功率可调式超声波振板和气体分布器，带有冷凝器的密闭圆柱形反应器中。
[0029]将干净的压缩空气通入高径比为4，底部装有气体分布器的SiCl4储罐中，控制压缩空气压力和流速，保持SiCl4与空气的体积比在1: 8之间，使SiCl4与空气的混合气体以一定的压力和流速通过反应器底部的气体分布器，与氨水溶液进行反应。为防止堵塞气体分布器，在通入SiCl4之前和反应结束后都持续向反应器里面通入干净的空气。
[0030]反应开始时，控制反应温度45°C，搅拌速率250r/min，超声功率250W，至溶液pH值为9时，将超声功率降为150W，至溶液pH值7.5左右。将初产品陈化8h，过滤，洗涤，105°C下烘干，制得纳米白炭黑微球。含氯化铵的废液经多效蒸发浓缩，冷却结晶，制备农业肥料。反应器顶部的气体则通入石灰水中进行密封，回收可能外溢的SiCl4,以保护环境。
[0031]实施例3
[0032]配制浓度3mol/L的氨水溶液，在溶液中分别加入液体总质量0.3%的聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)、聚乙二醇(PEG-2000)和六偏磷酸钠，将上述溶液注入高径比为5，内置功率可调式超声波振板和气体分布器，带有冷凝器的密闭圆柱形反应器中。
[0033]将干净的压缩空气通入高径比为3，底部装有气体分布器的SiCl4储罐中，控制压缩空气压力和流速，保持SiCl4与空气的体积比在1: 6之间，使SiCl4与空气的混合气体以一定的压力和流速通过反应器底部的气体分布器，与氨水溶液进行反应。为防止堵塞气体分布器，在通入SiCl4之前和反应结束后都持续向反应器里面通入干净的空气。
[0034]反应开始时，控制反应温度50°C，搅拌速率250r/min，超声功率250W，至溶液pH值为9时，将超声功率降为150W，至溶液pH值7.5左右。将初产品陈化8h，过滤，洗涤，105°C下烘干，制得纳米白炭黑微球。含氯化铵的废液经多效蒸发浓缩，冷却结晶，制备农业肥料。反应器顶部的气体则通入石灰水中进行密封，回收可能外溢的SiCl4,以保护环境。
【主权项】
1.一种多晶硅副产物SiCl4制备纳米白炭黑微球的方法，主要包括利用液相鼓泡法，在氨水溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和六偏磷酸钠制备纳米白炭黑微球。生成的氯化铵经多效蒸发浓缩，冷却结晶，制备农业肥料。
2.如权利I中将SiCl4放入高径比3-5间，底部装有气体分布器的SiCl4储罐中。
3.如权利I中溶有添加剂的氨水溶液放入高径比5-7间，内置功率可调式超声波振板和气体分布器，带有冷凝器的密闭圆柱形反应器中。
4.如权利I中氨水溶液浓度控制在l_3mol/L。
5.如权利I中的聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、六偏磷酸钠的加入量控制在溶液总质量的 0-0.3%。
6.如权利I中的纳米白炭黑微球的制备条件为pH9之前选用强超声(250W)，pH9之后在较低的超声(150W)下反应，至溶液pH值7.5左右。将初产品陈化8h，过滤，洗涤，105°C下烘干，制得纳米白炭黑微球。
【专利摘要】一种多晶硅副产物SiCl4制备纳米白炭黑微球的方法如下：配制1-3mol/L的氨水溶液，在溶液中分别加入液体总质量0-0.3％的聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)、聚乙二醇(PEG-2000)和六偏磷酸钠，控制反应温度40-50℃，搅拌速率250r/min，超声功率250W，借助干净空气稀释，以气体的形式将SiCl4鼓入氨水溶液中进行反应，至溶液pH9，将超声功率降为150W，继续鼓入SiCl4，至溶液pH值7.5左右。将初产品陈化8h，过滤，洗涤，105℃烘干，制得纳米白炭黑微球。含氯化铵的废液经浓缩，提纯制备农业肥料。
【IPC分类】C01B33-18, B82Y30-00, C05C3-00
【公开号】CN104649281
【申请号】CN201310647396
【发明人】赵云, 洪成林, 但建明
【申请人】赵云
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月22日