噴霧干燥法制備顆粒之中空顆粒（一）

中空球由于其優(yōu)異的特性，如低密度，高比表面積等受到廣泛的關(guān)注。其在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，封裝催化劑巧環(huán)境敏感材料，控釋物質(zhì)膠囊等方面有很大的潛在應(yīng)用價值。球殼可以由玻璃，氧化物陶瓷，混合氧化物，珪酸鹽，聚合物等組成。當(dāng)改變與液滴熱量質(zhì)量傳遞相關(guān)的參數(shù)后，可以制備出不同形態(tài)的顆粒。調(diào)整質(zhì)熱傳遞參數(shù)，如溶液達(dá)飽和時間，熱量傳遞速率，干燥停留時間等可制備出中空顆粒。

為了在嚴(yán)格條件下使用高濃度溶液制備顆粒的形貌，在噴霧熱解方法中引入了有機聚合物前驅(qū)體。在水溶液中，由于液滴迅速干燥，通過表面沉積得到了中空顆粒。另一方面，在聚合物前驅(qū)體溶液中，檸檬酸和乙二醇的脂化反應(yīng)形成的聚合物鏈改變了液滴的干燥特性。當(dāng)液滴經(jīng)過石英反應(yīng)器，液滴變成粘性凝膠前驅(qū)體，推遲了液滴中鹽的沉降。因此，通過聚合物前驅(qū)體溶液制備的顆粒具有球形和鹽沉積填充的形態(tài)。噴霧熱解可以形成多孔或中空顆粒。在噴霧熱解過程中，沉淀條件如液滴尺寸，溶液濃度，停留時間都會影響顆粒形貌。在高溶液濃度，短停留時間，高溫變化下制備的顆粒由于更快的溶劑蒸發(fā)速率和溶質(zhì)擴散、顆粒固化時間短，有更多的中空和孔結(jié)構(gòu)。通過噴霧干燥法，將烷基磺鹽酸改性Na⁺蒙脫石（Na⁺-MMT）懸浮液制備出開口中空微球，并發(fā)現(xiàn)制備的微球與純Na⁺-MMT顆粒相比有更大的層間距，比烷基磺鹽酸有更好的熱穩(wěn)定性。在包含不同分子長度的烷基磺鹽酸的有機粘土形態(tài)學(xué)研究的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)形成開口中空微球與插層結(jié)構(gòu)的有機粘土有關(guān)。插層距離越大，形成開口中空球越多。不過，當(dāng)液料噴入到熱干燥介質(zhì)時，料液從液體轉(zhuǎn)換成固態(tài)，中空球的形成依賴于球殼材料內(nèi)部蒸汽的低滲透率。