纳米二氧化硅干法工业制备技术及其应用

项目成熟阶段：成熟期

项目来源：国家‘十五’科技攻关项目

概况：本工艺采用高频感应氧等离子体作为具有氧化气氛的热源，与SiCl₄气体进行快速反应，氧等离子体与反应物在反应器内高温生成产品与Cl₂气，所得产品因表面吸附微量氯气，对粉体产品再进行干法脱氯，Cl₂气经吸收（碱液、石灰乳或铁屑）产生副产品，废气（O₂、N₂）排空。本工艺是一种‘绿色’工艺流程。从国内外近十年的文献查新还没有发现有同类的制备纳米氧化硅粉体产生工艺技术。该工艺完全拥有自己的知识产权并具有创新性。

技术特点：该方法产生的二氧化硅与沉淀法产生的白碳黑最大的区别在于比表面积大（为白碳黑的3倍），聚集粒子细、易分散、表面活性强。火焰水解法采用氢气与空气燃烧形成的高温与氯化物反应，在水蒸气下水解形成产品，其副产品为HCl，处理工艺复杂，由于其反应为水解法，所得产品含有羟基也就是水，严格来讲，水解法所得产品不能称之为二氧化硅（nSiO₂·mH₂O），被称为白碳黑。该法所得产品为无水纳米氧化硅。

专利、获奖和实际应用情况：2005年通过国家‘863’专家组成果鉴定。并申请专利3项。已在企业应用。利用自行制备的二氧化硅生产的纳米涂料，已经经过北京市科委的鉴定，被列为国家级新产品。

市场分析：氧化硅微粉已在硅橡胶、特种功能橡胶、电子塑封料和硅基基板材料、功能化纤材料、高级陶瓷和特种耐火材料、新型塑料材料、树脂基复合材料，以及医药、农药、精细化工等领域应用，而且应用范围越来越广，用量越来越大。随着高新技术产业快速发展，改造传统材料和开发高技术功能性材料的要求，纳米二氧化硅作为一种应用广泛的重要功能性粉体材料，市场需求也将快速增长。

合作方式：技术转让。

产业化所需条件：本产品原料为SiCl₄，单纯加工可用SiHCl₃生产过程中的副产品，如当地有硅石资源，可考虑建氯化工艺生产SiCl₄，这样可以形成闭路循环，无三废。前提是当地有氯碱厂能解决氯气资源。