以下是对稻壳二氧化硅性能的评价以及与其他材料相比的优势:
一、性能评价
物理性能:稻壳二氧化硅多为无定形态,其颗粒尺寸可达到纳米级,如经处理后尺寸在 30-50nm。比表面积较大,一般在 50-60m²/g,经过特殊处理后可更高,如处理后可达到 212m²/g。具有多孔结构,孔隙率高,存在大量纳米尺度孔隙。
化学性能:化学活性高,表面存在硅羟基等活性基团,使其在化学反应中表现出较高的反应活性,容易与其他物质发生化学反应。具有较好的化学稳定性,在一般的酸碱环境和化学物质中,能够保持自身的化学性质不发生明显变化。可溶解性方面,在一定条件下具有较好的溶解性,比如在碱性溶液中能部分溶解。
热性能:稻壳二氧化硅具有较高的耐热性,其结晶温度较高,经过水沸处理后结晶点可提高到 900℃维持 7h。将其加入到一些复合材料中,能有效降低复合材料的热分解性能,降低量随稻壳二氧化硅含量增加而增加。
二、与其他材料相比的优势
与传统矿石来源二氧化硅相比
环保性佳:传统二氧化硅依赖有限的矿产资源,开采会对环境造成破坏。稻壳二氧化硅以农业废弃物稻壳为原料,实现了资源的循环利用,减少了废弃物排放。
成本优势:稻壳来源广泛、价格低廉,制备稻壳二氧化硅的原料成本低。且随着技术发展,大规模生产后成本还可能进一步降低。
性能优越:稻壳二氧化硅比表面积更大,表面活性更高,在橡胶、塑料等领域应用时,能更好地与基体材料结合,提升材料性能。
三、与活性炭相比
功能多样:活性炭主要用于吸附领域,而稻壳二氧化硅除可用于吸附外,还可作为橡胶补强剂、混凝土添加剂、电子材料等,应用领域更广泛。
稳定性强:稻壳二氧化硅化学稳定性和热稳定性比活性炭好,在高温、酸碱等恶劣环境下,更能保持性能稳定。
四、与橡胶相比
补强效果好:橡胶本身力学性能有限,稻壳二氧化硅作为补强剂加入橡胶中,能显著提高橡胶的拉伸强度、耐磨性、硬度、抗挠性和抗撕裂强度等性能。
降低能耗:在轮胎等橡胶制品中添加稻壳二氧化硅,可降低轮胎滚动阻力,减少车辆能耗,实现节能减排。