纳米高岭土是通过插层、剥片及表面处理等工艺制备的高岭石晶片厚度在1-100nm范围内的粉体材料,其晶片厚度是指分散后相互分离的单个高岭石晶体薄片的厚度。
1、纳米高岭土的特性
当高岭土的颗粒粒径达到纳米量级以后,会出现一些纳米微粒所特有的性质,具体如下:
(1)表面效应
纳米高岭土粉体由于颗粒非常细小,比表面积随之增大,颗粒表面的原子数也增多,由于原子配位的不足及高表面能,使这些原子具有高的活性,很容易与其他原子结合。
(2)小尺寸效应
由于超细晶粒尺寸使纳米高岭土粉体材料有相当大一部分原子处于纳米晶界之中。而纳米晶界具有既无长程有序又无短程有序的特性,原子排列呈随机性,原子在外力变形条件下容易迁移,因此表现出良好的韧性与一定的延展性。
同时小尺寸效应使纳米高岭土粉体的光吸收性显著增强,并产生吸收峰的等离子共振频移。纳米高岭土的独特性质使其具有广阔的应用前景。
根据高岭土的晶体结构和纳米颗粒所具有的特点,纳米级高岭土颗粒的最小尺度应建立在其片状结构不遭到破坏的基础上,只有这样颗粒才会兼具高岭土以及纳米颗粒的特性。
▽比利时矽比科纳米高岭土性能指标

2、纳米高岭土的制备方法
(1)机械粉碎法
用各种超微粉碎机将原料直接研磨粉碎成超微粉。可采用干法研磨或者湿法研磨。与干法制备相比,湿法中的水可作为载体介质,所研磨制备的产品颗粒粒度较细、粒度分布较窄。
缺点:湿法制备的粉体需要进行后续干燥,且研磨后的颗粒有可能会在干燥过程中产生团聚,这就使得湿法研磨制备超细粉体的工艺流程较为复杂。
(2)分级法
高岭土颗粒的大小由沉降速度判断得出。此法的优点是可得到不同级配的高岭土颗粒。
缺点:这种方法只适用于粒度分布较广的颗粒(粒度小于2μm的产品在水中的悬浮性较好)。此法成本高,产出率很低,不适合在工业上应用。
(3)化学合成法
该法采用偏铝酸钠(铝土矿的碱溶出物)与酸性硅溶胶(泡花碱酸化脱钠产物)为原料通过一系列方法得到纳米级合成高岭土。其纯度高,悬浮稳定性、光散射性以及其他性能俱佳,但合成成本较高。
(4)插层法
这是目前最有希望也是最有效的制备纳米高岭土的方法。插层法是指在不改变具有层片状主体结构特征的前提下,客体能够可逆地插入主体层片之间的缝隙中。某些有机小分子能够直接破坏高岭石层与层之间形成的氢键插入到高岭土的层间,撑大了高岭石层间距,使高岭石层与层产生剥离。
1、纳米高岭土的特性
当高岭土的颗粒粒径达到纳米量级以后,会出现一些纳米微粒所特有的性质,具体如下:
(1)表面效应
纳米高岭土粉体由于颗粒非常细小,比表面积随之增大,颗粒表面的原子数也增多,由于原子配位的不足及高表面能,使这些原子具有高的活性,很容易与其他原子结合。
(2)小尺寸效应
由于超细晶粒尺寸使纳米高岭土粉体材料有相当大一部分原子处于纳米晶界之中。而纳米晶界具有既无长程有序又无短程有序的特性,原子排列呈随机性,原子在外力变形条件下容易迁移,因此表现出良好的韧性与一定的延展性。
同时小尺寸效应使纳米高岭土粉体的光吸收性显著增强,并产生吸收峰的等离子共振频移。纳米高岭土的独特性质使其具有广阔的应用前景。
根据高岭土的晶体结构和纳米颗粒所具有的特点,纳米级高岭土颗粒的最小尺度应建立在其片状结构不遭到破坏的基础上,只有这样颗粒才会兼具高岭土以及纳米颗粒的特性。
▽比利时矽比科纳米高岭土性能指标

2、纳米高岭土的制备方法
(1)机械粉碎法
用各种超微粉碎机将原料直接研磨粉碎成超微粉。可采用干法研磨或者湿法研磨。与干法制备相比,湿法中的水可作为载体介质,所研磨制备的产品颗粒粒度较细、粒度分布较窄。
缺点:湿法制备的粉体需要进行后续干燥,且研磨后的颗粒有可能会在干燥过程中产生团聚,这就使得湿法研磨制备超细粉体的工艺流程较为复杂。
(2)分级法
高岭土颗粒的大小由沉降速度判断得出。此法的优点是可得到不同级配的高岭土颗粒。
缺点:这种方法只适用于粒度分布较广的颗粒(粒度小于2μm的产品在水中的悬浮性较好)。此法成本高,产出率很低,不适合在工业上应用。
(3)化学合成法
该法采用偏铝酸钠(铝土矿的碱溶出物)与酸性硅溶胶(泡花碱酸化脱钠产物)为原料通过一系列方法得到纳米级合成高岭土。其纯度高,悬浮稳定性、光散射性以及其他性能俱佳,但合成成本较高。
(4)插层法
这是目前最有希望也是最有效的制备纳米高岭土的方法。插层法是指在不改变具有层片状主体结构特征的前提下,客体能够可逆地插入主体层片之间的缝隙中。某些有机小分子能够直接破坏高岭石层与层之间形成的氢键插入到高岭土的层间,撑大了高岭石层间距,使高岭石层与层产生剥离。