تحسين تشتيت ثاني أكسيد التيتانيوم لتحسين الأداء

ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) يلعب دورا حاسما في مختلف الصناعات، وتشتته هو خطوة حاسمة في عملية الإنتاج. التشتت الفعال لجسيمات ثاني أكسيد الكربون ضروري لتحقيق خصائص الطلاء المرغوب فيها، مثل تحسين أداء الصباغ ومقاومة الطقس. وتركز هذه الدراسة على تحقيق الحد الأمثل من تشتت ثاني أكسيد الكربون باستخدام مجموعة من تقنيات التشتت الفيزيائي والكيميائي، وعلى وجه التحديد اقتربوا. وتم بحث عوامل مثل نوع المشتت، وجرعة المشتت، وحجم الجسيمات المتوسطة لطحن الرمال، ووقت الطحن لتعزيز استقرار تشتت ثاني أكسيد الكربون.

تم اختبار مشتتات مختلفة، بما في ذلك سيليكات الصوديوم، هيكساميتافوسفات الصوديوم، ايزوبروبانولامين، مشتت الكربوكسيل، ومشتت بولي أكريلات. وفي كل اختبار، كان يتم خلط 100 مل من الماء المقطر بمشتت نوعي عند 0.02 غم ثم يتم تقليبه حتى يصبح متجانساً. ثم تمت إضافة 10 جرام من مسحوق ثاني أكسيد التيتانيوم، تلتها 30 دقيقة من التحريك. وتم قياس إمكانية زيتا للملاط الناتج من ثاني أكسيد التيتانيوم.

النتائج والمناقشة

1. تأثير النوع المشتت أثر اختيار المشتت بشكل كبير على تشتت ثاني أكسيد الكربون. وقد أدت سيليكات الصوديوم، وهاكساميتافوسفات الصوديوم، والإيزوبروبانولامين إلى قيم محتملة أكبر لزيتا، مما يشير إلى تشتت أفضل. زادت هذه المشتتات غير العضوية الطبقة الكهربائية المزدوجة على أسطح جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم، مما عزز من إمكانية زيتا. بالإضافة إلى ذلك، فإنها حسنت ترطيب جسيمات ثاني أكسيد الكربون عن طريق الوسط السائل، مما يقلل من تجميع الجسيمات.

2. كانت جرعة المشتتات حاسمة في تحقيق التشتت الأمثل. وأدت زيادة جرعة المشتتات إلى 0.25 في المائة إلى خفض الملاط#لزوجة 39;s بسبب تعزيز التنافر الكهربائي بين الجسيمات. ومع ذلك، فإن التركيز المفرط للتشتت في المحلول أدى إلى تراكم جسيمات أعلى وزيادة اللزوجة. ووجد أن الجرعة المثالية للمنتشِر هي 0.2%.

3. أثر اختيار وسط طحن الرمل وحجم الجسيمات بشكل كبير على تشتت ثاني أكسيد الكربون. وقد حققت خرزات الزركونيا التي يبلغ حجم جسيماتها 0.4 ميكرومتر أفضل النتائج، حيث بلغ متوسط حجم الجسيمات 265 نانومتر بعد 30 دقيقة من الطحن. ونتج عن أحجام الجسيمات الأخرى في وسط الطحن نتائج تشتت أقل رغبةً، حيث تجاوزت أحجام الجسيمات 300 نانومتر.

4. كما لعبت مدة طحن الرمال دورًا هامًا في تشتت ثاني أكسيد الكربون. وعند استخدام الإيزوبروبانولامين وهكساميتافوسفات الصوديوم كمشتتات، انخفض حجم جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم في البداية مع فترات طحن أطول ولكنه أظهر في النهاية طحن عكسي الظاهرة. وعلى النقيض من ذلك، لم تؤد سيليكات الصوديوم كمشتت إلى الطحن العكسي حيث أنها سمحت لجزيئات ثاني أكسيد الكربون بتحقيق التشتت الكامل دون إعادة التجميع. وكان الوقت الأمثل للطحن مع سيليكات الصوديوم كمشتت هو 25 دقيقة، مما أدى إلى متوسط حجم الجسيمات 265 نانومتر.

5. كشف تحليل المجهر الإلكتروني الناقل عن التغيرات المورفولوجية في جسيمات ثاني أكسيد الكربون قبل وبعد التشتت. قبل التشتت، كانت جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم متكتلة. بعد الطحن التشتتي، حققت جسيمات ثاني أكسيد التيتانيوم تشتتا موحدا، مع تقليل أحجام الجسيمات إلى ما يقرب من 260 نانومتر. وأصبح توزيع الجسيمات أضيق، وتم تصحيح الشذوذ. جسيمات ثاني أكسيد الكربون أظهرت شكل كروي أكثر وكانت في حالة أحادية التشتت.

في الختام، فإن تحسين تشتت جسيمات ثاني أكسيد الكربون أمر بالغ الأهمية لتعزيز أدائها في مختلف التطبيقات. أثبتت سيليكات الصوديوم و هيكساميتافوسفات الصوديوم و أيزوبروبانولامين أنها مشتتات فعالة، مع سيليكات الصوديوم تظهر أفضل النتائج. وتم تحديد خرزات الزركونيا التي يبلغ حجم جسيمها 0.4 ميكرومتر ووقت طحنها 25 دقيقة كبارامترات مثالية لتحقيق تشتت ثاني أكسيد التيتانيوم بشكل منتظم ومستقر. هذه النتائج لها آثار هامة على إنتاج ثاني أكسيد التيتانيوم وجسيمات مسحوق مماثلة مثل SiO2، والكاولين، وكاCO3. وبتحسين تقنيات التشتت، يمكن للمصنعين تحسين جودة منتجاتهم وأدائهم في مختلف التطبيقات.