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第1章 绪论1

1.1 TiO2性质与粉体材料1

1.1.1 TiO2的晶体结构与性质1

1.1.2 钛白粉的制造和应用3

1.1.3 钛白粉代用品的现状与发展8

1.1.4 纳米TiO215

1.2 颗粒复合与复合粉体功能化21

1.2.1 颗粒复合及其目标21

1.2.2 复合粉体材料的性能特点22

1.3 白色非金属矿物24

1.3.1 种类与应用特性24

1.3.2 加工技术与发展25

1.3.3 与TiO2颗粒进行复合的特点28

1.4 TiO2及与矿物颗粒复合研究的发展28

参考文献29

第2章 矿物-TiO2颗粒复合与功能化设计36

2.1 矿物-TiO2颗粒复合的设计原则36

2.1.1 颗粒复合方式与特点36

2.1.2 矿物-TiO2复合颗粒的分类36

2.1.3 颗粒复合与功能化设计原则37

2.2 矿物-TiO2颗粒复合方法40

2.2.1 TiO2在矿物颗粒表面包覆复合40

2.2.2 矿物-TiO2颗粒有序凝聚复合42

2.2.3 纳米TiO2在矿物表面负载复合43

2.2.4 层状硅酸盐矿物层间TiO2柱撑复合43

2.3 矿物-TiO2复合颗粒的物理性能43

2.3.1 粒度和粒度分布43

2.3.2 颗粒形状与形貌45

2.3.3 颗粒比表面积46

2.4 矿物-TiO2复合颗粒的表面和界面性能47

2.4.1 表面能和表面活性47

2.4.2 界面吸附特性48

2.4.3 颗粒聚团和分散49

2.5 矿物-TiO2复合粉体的功能性质53

2.5.1 颜料性能53

2.5.2 光催化性能60

参考文献60

第3章 矿物表面化学沉积包覆TiO2复合颗粒制备及表征63

3.1 概述63

3.2 化学沉积包覆法64

3.2.1 原则工艺流程64

3.2.2 原材料和试剂66

3.2.3 试验设备67

3.2.4 评价与表征方法67

3.3 煅烧高岭土-TiO2复合颗粒的制备与机理69

3.3.1 TiOSO4的水解行为69

3.3.2 TiOSO4水解物在煅烧高岭土表面的包覆73

3.3.3 煅烧高岭土表面TiO2·nH2O的晶型转化86

3.3.4 煅烧高岭土-TiO2复合颗粒结构与颜料性能92

3.3.5 TiOSO4水解包覆煅烧高岭土的机理97

3.4 绢云母-TiO2复合颗粒的制备与表征102

3.4.1 绢云母基体水解包覆物的制备103

3.4.2 水解包覆物中TiO2·nH2O的晶型转化110

3.4.3 绢云母-TiO2复合粉体的颜料性能115

3.4.4 绢云母-TiO2复合颗粒的结构与组分117

3.4.5 绢云母-TiO2复合颗粒制备过程机理119

3.5 重晶石-TiO2复合颗粒制备技术123

3.5.1 TiOSO4水解包覆重晶石条件的影响124

3.5.2 重晶石表面TiO2·n H2 O的晶型转化131

3.5.3 重晶石-TiO2复合粉体的颜料性能136

3.5.4 重晶石-TiO2复合颗粒制备过程机理138

3.6 TiOSO4水解产物在矿物基体表面的形核机制144

参考文献147

第4章 矿物液相机械力研磨过程表面包覆TiO2复合颗粒技术151

4.1 概述151

4.2 液相机械力研磨包覆法153

4.2.1 原理和原则工艺153

4.2.2 原材料和试剂157

4.2.3 试验装置160

4.2.4 试验效果与产物性能评价162

4.2.5 机理研究163

4.3 碳酸钙-TiO2复合颗粒的制备及性能164

4.3.1 碳酸钙基体的制备与表征164

4.3.2 复合颗粒实验室制备试验174

4.3.3 复合颗粒工业性制备试验182

4.3.4 复合粉体性能与颗粒微观结构187

4.3.5 碳酸钙与TiO2颗粒间的复合机理193

4.4 煅烧高岭土-TiO2复合颗粒制备及表征198

4.4.1 非机械力因素的影响200

4.4.2 机械力各因素的影响202

4.4.3 复合颗粒性能与微观结构208

4.4.4 煅烧高岭土与TiO2颗粒间复合机理211

4.5 重晶石-TiO2复合颗粒的制备214

4.5.1 与锐钛矿型TiO2的复合215

4.5.2 与金红石型TiO2的复合220

4.5.3 复合粉体性能与颗粒微观结构224

4.5.4 重晶石与TiO2颗粒间的作用性质230

4.6 绢云母-TiO2复合颗粒的制备与性能235

4.6.1 湿法研磨-剥离制备绢云母基体及其性能236

4.6.2 绢云母与金红石型TiO2的复合241

4.6.3 绢云母与锐钛矿型TiO2的复合243

4.6.4 复合颗粒结构与颜料性能247

4.6.5 绢云母和TiO2颗粒间的作用机制250

4.7 水镁石-TiO2复合颗粒的制备252

4.7.1 湿法研磨制备水镁石基体试验253

4.7.2 水镁石湿法研磨过程的机械力化学效应257

4.7.3 水镁石-TiO2复合颗粒的制备与性能260

4.7.4 水镁石与TiO2颗粒间的复合作用机理265

4.8 硅灰石-TiO2复合颗粒的制备266

4.8.1 机械力各因素的影响268

4.8.2 复合体系pH值的影响271

4.8.3 TiO2复合比例的影响272

4.8.4 复合颗粒微观结构与性能273

4.8.5 硅灰石与TiO2颗粒间作用机理276

4.9 电气石-TiO2复合颗粒的制备及性能277

4.9.1 复合过程中各因素影响的正交试验278

4.9.2 电气石-TiO2复合粉体的性能280

4.9.3 电气石-TiO2复合颗粒结构与作用性质281

4.10 矿物基体的影响行为284

4.10.1 对复合粉体颜料性能的影响284

4.10.2 对颗粒间复合作用性质的影响287

4.10.3 矿物基体的协同效应288

4.10.4 矿物基体的选用依据289

参考文献290

第5章 碳酸钙与TiO2颗粒的有序凝聚复合299

5.1 概述299

5.2 试验研究方法301

5.2.1 原材料和试剂301

5.2.2 试验装置和流程302

5.2.3 产物性能评价303

5.3 碳酸钙增量剂的制备304

5.4 碳酸钙与TiO2颗粒有序凝聚复合及表征307

5.4.1 碳酸钙与TiO2颜料复合物性能307

5.4.2 碳酸钙与TiO2复合物的微观形态308

5.4.3 碳酸钙与TiO2颗粒有序凝聚机理310

参考文献312

第6章 碳酸钙与TiO2颗粒疏水聚团复合与表征313

6.1 概述313

6.1.1 颗粒疏水聚团及其机制315

6.1.2 同质颗粒疏水聚团及其应用317

6.1.3 异质颗粒疏水聚团及发展319

6.2 颗粒疏水聚团包覆法320

6.2.1 工艺流程和关键技术320

6.2.2 原材料和试剂321

6.2.3 设备和装置322

6.2.4 测试与表征方法322

6.3 碳酸钙与TiO2颗粒表面诱导疏水性调控323

6.3.1 碳酸钙颗粒表面诱导疏水性调控323

6.3.2 TiO2颗粒表面诱导疏水性调控325

6.3.3 颗粒表面诱导疏水性的稳定性325

6.4 疏水聚团制备碳酸钙表面包覆TiO2颗粒及其表征328

6.4.1 疏水聚团复合工艺因素的影响328

6.4.2 复合粉体性能338

6.4.3 复合颗粒形貌与组分339

6.5 碳酸钙和TiO2颗粒疏水聚团复合机理341

6.5.1 碳酸钙与TiO2颗粒间作用性质341

6.5.2 水介质中颗粒间相互作用能342

6.5.3 碳酸钙与TiO2颗粒间的作用识别与驱动结合346

6.5.4 碳酸钙与TiO2颗粒疏水聚团复合模型348

参考文献348

第7章 矿物负载纳米TiO2复合颗粒制备与性能表征353

7.1 矿物负载纳米TiO2复合颗粒研究进展353

7.1.1 概述353

7.1.2 纳米TiO2在载体上的负载技术354

7.1.3 矿物负载纳米TiO2复合颗粒的研究现状358

7.2 硅藻土负载纳米TiO2复合颗粒制备及表征361

7.2.1 试验研究方法361

7.2.2 湿法研磨制备硅藻土载体及表征366

7.2.3 纳米TiO2在水介质中的分散调控369

7.2.4 硅藻土负载纳米TiO2复合颗粒的制备与表征372

7.2.5 硅藻土负载纳米TiO2复合颗粒的光催化性能379

7.3 海泡石负载N掺杂纳米TiO2复合颗粒制备与性能383

7.3.1 试验研究方法383

7.3.2 复合颗粒的结构分析385

7.3.3 复合颗粒的光催化性能389

7.4 凹凸棒石负载纳米TiO2-CdS复合颗粒制备与性能390

7.4.1 试验研究方法390

7.4.2 复合颗粒的表征393

7.4.3 复合颗粒的光催化性能400

参考文献401

第8章 蒙脱石层间柱撑TiO2复合颗粒制备与表征409

8.1 概述409

8.1.1 柱撑蒙脱石制备原理和作用409

8.1.2 TiO2柱撑蒙脱石的制备410

8.1.3 TiO2柱撑蒙脱石在环境治理方面的应用413

8.1.4 TiO2柱撑蒙脱石的研究展望414

8.2 试验研究方法415

8.2.1 蒙脱石-TiO2复合颗粒制备415

8.2.2 原材料和试剂416

8.2.3 结构与性能表征417

8.3 蒙脱石层间柱撑TiO2复合颗粒的制备与表征418

8.3.1 钛柱化剂制备条件的影响418

8.3.2 钛柱撑蒙脱石前驱体制备因素的影响422

8.3.3 钛柱撑蒙脱石前驱体焙烧条件的影响426

8.3.4 蒙脱石层间柱撑TiO2复合颗粒表征428

8.4 改性蒙脱石层间柱撑TiO2复合颗粒的表征432

8.4.1 POP-D2000为蒙脱石改性剂的TiO2-M/PILM的表征432

8.4.2 CTMAB为蒙脱石改性剂的TiO2-M/PILM的表征438

8.5 蒙脱石层间柱撑TiO2复合颗粒的光催化性能445

8.5.1 蒙脱石-TiO2复合颗粒的性能445

8.5.2 POP-D2000改性蒙脱石-TiO2复合颗粒的性能451

8.5.3 CTMAB改性蒙脱石-TiO2复合颗粒的性能453

参考文献454

第9章 碳酸钙-TiO2复合粉体的表面有机改性459

9.1 概述459

9.2 复合粉体湿式机械力化学法表面改性461

9.2.1 试验研究方法461

9.2.2 改性条件的影响与优化464

9.2.3 改性过程机理470

9.3 复合粉体干法加温混合改性473

9.3.1 改性剂用量试验473

9.3.2 改性温度试验474

9.4 改性产物表征475

9.4.1 颜料性能测试475

9.4.2 润湿接触角和表面自由能476

9.4.3 在介质中的分散特性478

参考文献482

第10章 矿物-TiO2复合颗粒在液相中的分散调控及应用484

10.1 概述484

10.2 试验研究方法486

10.2.1 试验研究方法486

10.2.2 原材料和试剂486

10.2.3 分散效果测试与评价487

10.3 电气石-TiO2复合颗粒的分散调控及应用489

10.3.1 在水介质中的分散调控489

10.3.2 在有机极性介质中的分散调控493

10.3.3 在有机非极性介质中的分散调控496

10.3.4 在三聚氰胺树脂中的分散及其应用497

10.4 碳酸钙-TiO2复合颗粒的分散调控502

10.4.1 在水介质中的分散调控502

10.4.2 在有机极性介质中的分散调控504

10.4.3 在有机非极性介质中的分散调控507

参考文献509

第11章 矿物-TiO2复合粉体的应用特性511

11.1 概述511

11.2 矿物-TiO2复合粉体在涂料中的应用研究513

11.2.1 碳酸钙-TiO2复合粉体的应用513

11.2.2 绢云母-TiO2复合粉体的应用524

11.2.3 SiO2-TiO2复合粉体对涂料性能的影响527

11.3 碳酸钙-TiO2复合粉体在聚氯乙烯塑料中的应用534

11.3.1 填充PVC扣板的性能534

11.3.2 填充PVC管材的性能535

11.4 矿物-TiO2复合粉体在造纸中的应用537

11.4.1 概述537

11.4.2 原材料性能538

11.4.3 填充装饰纸的性能540

11.4.4 填充字典纸的性能544

11.5 矿物-TiO2复合粉体在陶瓷釉中的应用546

11.5.1 概述546

11.5.2 乳浊剂的乳浊机理及其分类547

11.5.3 钛乳浊剂的现状及前景548

11.5.4 矿物-TiO2复合粉体在陶瓷釉中的应用效果550

11.5.5 复合钛乳浊釉高温乳浊机理554

11.5.6 矿物与TiO2颗粒复合对乳浊效应的影响机制555

参考文献557

名词对照与索引559