本发明涉及非金属材料的制备技术领域，尤其是一种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法。
背景技术：
纳米二氧化硅是一种无机化工材料，俗称白炭黑。由于是超细纳米级，尺寸范围在1~100nm，因此具有许多独特的性质，如具有对抗紫外线的光学性能，能提高其他材料抗老化、强度和耐化学性能，用途非常广泛。
纳米二氧化硅的制备方法有三种：第一种是以四氯化硅为原料的气相法；该方法制得的产品纯度高、分散度高、粒子小，表面羟基少，但该法对设备条件要求较高，原料价格高、反应流程长、生产过程能耗大，技术也相对复杂，从而导致产物价格较高，限制了其更广泛的应用；第二种是溶胶—凝胶法，该法凝胶干燥过程中，溶剂、水分的挥发导致材料收缩，必须进行后处理才能得到纳米粒子；第三种是反相胶束微乳液法，该法大多用化学试剂等为原料，工艺过程比较复杂。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法，这种方法可以解决制备纳米二氧化硅成本高、工艺复杂的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：
这种以硅灰石为原料制备纳米二氧化硅的方法包括以下步骤：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为300瓦～350瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应20分钟～30分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为13摩尔/升～16摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升～150毫升浓盐酸。
上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：硅灰石中CaSiO3的含量＞95%。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
1、本发明原料来源广泛，生产工艺简单，生产成本低。
2、反应过程在超声波的作用下进行，不用添加分散剂，即可达到均匀分散的目的，并且反应较彻底。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述：
实施例1
本实施例纳米二氧化硅的制备方法为：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为300瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应25分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为13摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加150毫升浓盐酸。
本实施例硅灰石中CaSiO3的含量为96.3%。
实施例2
本实施例纳米二氧化硅的制备方法为：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为320瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应 30分钟后，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为16摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加100毫升浓盐酸。
本实施例硅灰石中CaSiO3的含量为95.2%。
实施例3
本实施例纳米二氧化硅的制备方法为：将硅灰石粉碎至粒径为1纳米～2纳米的粉末，加水配置成悬浮液，加入浓盐酸溶液，置于超声仪器中，并调节超声波功率为350瓦，反应过程中控制悬浮液的pH值至2.5～3；反应20分钟，过滤，收集滤渣，用去离子水反复冲洗滤渣，煅烧，粉碎，得到二氧化硅；其中，浓盐酸的物质的量浓度为14.6摩尔/升；每100克硅灰石粉末需添加130毫升浓盐酸。
本实施例硅灰石中CaSiO3的含量为95.8%。