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TiO2 15
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