本發(fā)明涉及非金屬材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種以硅灰石為原料制備納米二氧化硅的方法。
背景技術(shù)：
納米二氧化硅是一種無機化工材料，俗稱白炭黑。由于是超細納米級，尺寸范圍在1~100nm，因此具有許多獨特的性質(zhì)，如具有對抗紫外線的光學性能，能提高其他材料抗老化、強度和耐化學性能，用途非常廣泛。
納米二氧化硅的制備方法有三種：第一種是以四氯化硅為原料的氣相法；該方法制得的產(chǎn)品純度高、分散度高、粒子小，表面羥基少，但該法對設(shè)備條件要求較高，原料價格高、反應流程長、生產(chǎn)過程能耗大，技術(shù)也相對復雜，從而導致產(chǎn)物價格較高，限制了其更廣泛的應用；第二種是溶膠—凝膠法，該法凝膠干燥過程中，溶劑、水分的揮發(fā)導致材料收縮，必須進行后處理才能得到納米粒子；第三種是反相膠束微乳液法，該法大多用化學試劑等為原料，工藝過程比較復雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種以硅灰石為原料制備納米二氧化硅的方法，這種方法可以解決制備納米二氧化硅成本高、工藝復雜的問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
這種以硅灰石為原料制備納米二氧化硅的方法包括以下步驟：將硅灰石粉碎至粒徑為1納米～2納米的粉末，加水配置成懸浮液，加入濃鹽酸溶液，置于超聲儀器中，并調(diào)節(jié)超聲波功率為300瓦～350瓦，反應過程中控制懸浮液的pH值至2.5～3；反應20分鐘～30分鐘后，過濾，收集濾渣，用去離子水反復沖洗濾渣，煅燒，粉碎，得到二氧化硅；其中，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為13摩爾/升～16摩爾/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升～150毫升濃鹽酸。
上述技術(shù)方案中，更具體的技術(shù)方案還可以是：硅灰石中CaSiO3的含量＞95%。
由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：
1、本發(fā)明原料來源廣泛，生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低。
2、反應過程在超聲波的作用下進行，不用添加分散劑，即可達到均勻分散的目的，并且反應較徹底。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳述：
實施例1
本實施例納米二氧化硅的制備方法為：將硅灰石粉碎至粒徑為1納米～2納米的粉末，加水配置成懸浮液，加入濃鹽酸溶液，置于超聲儀器中，并調(diào)節(jié)超聲波功率為300瓦，反應過程中控制懸浮液的pH值至2.5～3；反應25分鐘后，過濾，收集濾渣，用去離子水反復沖洗濾渣，煅燒，粉碎，得到二氧化硅；其中，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為13摩爾/升；每100克硅灰石粉末需添加150毫升濃鹽酸。
本實施例硅灰石中CaSiO3的含量為96.3%。
實施例2
本實施例納米二氧化硅的制備方法為：將硅灰石粉碎至粒徑為1納米～2納米的粉末，加水配置成懸浮液，加入濃鹽酸溶液，置于超聲儀器中，并調(diào)節(jié)超聲波功率為320瓦，反應過程中控制懸浮液的pH值至2.5～3；反應 30分鐘后，過濾，收集濾渣，用去離子水反復沖洗濾渣，煅燒，粉碎，得到二氧化硅；其中，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為16摩爾/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升濃鹽酸。
本實施例硅灰石中CaSiO3的含量為95.2%。
實施例3
本實施例納米二氧化硅的制備方法為：將硅灰石粉碎至粒徑為1納米～2納米的粉末，加水配置成懸浮液，加入濃鹽酸溶液，置于超聲儀器中，并調(diào)節(jié)超聲波功率為350瓦，反應過程中控制懸浮液的pH值至2.5～3；反應20分鐘，過濾，收集濾渣，用去離子水反復沖洗濾渣，煅燒，粉碎，得到二氧化硅；其中，濃鹽酸的物質(zhì)的量濃度為14.6摩爾/升；每100克硅灰石粉末需添加130毫升濃鹽酸。
本實施例硅灰石中CaSiO3的含量為95.8%。