【摘要】：木質(zhì)陶瓷是一種采用木材(或其它木質(zhì)材料)浸漬熱固性樹脂后真空(或氮?dú)獗Ｗo(hù))碳化而成的一種新型多孔質(zhì)碳素材料。本研究以農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈和酚醛樹脂為主要原料,通過硅藻土改性,制備了一種新型的環(huán)境功能材料,并用于污染廢水的處理,為木質(zhì)陶瓷的研究開辟了新的方向。通過添加硅藻土對其進(jìn)行改性,結(jié)合熱壓成型,經(jīng)真空高溫?zé)贫晒柙逋粮男阅举|(zhì)陶瓷。通過正交和單因素試驗(yàn)考察了不同配比和工藝參數(shù)對木質(zhì)陶瓷性能的影響,結(jié)合SEM、XRD、FI-TR、壓汞法、三點(diǎn)彎曲法等檢測手段對試驗(yàn)所制備的木質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明:制備硅藻土改性木質(zhì)陶瓷的最佳方案為:秸稈粉末125g、硅藻土100g、酚醛樹脂80g,硅藻土和秸稈粉末混合料研磨時(shí)間為20min,熱壓溫度150℃,保壓時(shí)間30min,煅燒溫度為1100℃、保溫時(shí)間60min。木質(zhì)陶瓷的孔徑范圍主要在1500~2800nm,孔隙率約為28.3%,比表面積達(dá)到7.83m~2/g左右,破壞強(qiáng)度最終為87N。對四環(huán)素的去除試驗(yàn)表明,在pH為3~4之間吸附效果較好,吸附進(jìn)行6小時(shí)后基本達(dá)到平衡,準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)模型更適合描述對木質(zhì)陶瓷吸附四環(huán)素的過程,液膜擴(kuò)散是該吸附過程的主要控制速率步驟。吸附熱力學(xué)的擬合結(jié)果表明,Freundlich、Redlich-pereeson和Koble-Corrigan模型的擬合度都較高,說明木質(zhì)陶瓷吸附四環(huán)素是一個(gè)不均勻吸附的復(fù)合吸附體系,這也與材料本身的復(fù)合特性有關(guān)。硅藻土改性木質(zhì)陶瓷與Fenton法聯(lián)用對四環(huán)素的去除有明顯的協(xié)同作用,較單獨(dú)使用木質(zhì)陶瓷進(jìn)行吸附效果提升47.3%。準(zhǔn)二級動(dòng)力學(xué)和Freundlich同樣較適合對木質(zhì)陶瓷吸附對苯二酚的過程進(jìn)行描述,該吸附過程包括液膜擴(kuò)散、顆粒內(nèi)擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng),吸附存在多分子層吸附,同時(shí)吸附熱隨吸附量線性降低。
【圖文】：

木質(zhì)陶瓷制備及吸附的技術(shù)路線

2.1.2 硅藻土的表征（1）硅藻土的微觀形貌圖2-1是試驗(yàn)所用硅藻土原料的掃描電鏡圖，從圖中可以看出，這種硅藻土原礦主要是圓盤藻居多，成分為均質(zhì)性蛋白石，圓盤直徑0.003-0.02 mm，表面孔徑（40～700 nm），，且是不均分布結(jié)構(gòu)。圖 2-1 硅藻土的 SEMFig. 2-1 SEM photograph of diatomite(2)硅藻土化學(xué)成分分析表 2-1 是作為木質(zhì)陶瓷原料的硅藻土組分占比及燒失量分析。由表 2.1 分析可知，硅藻土的含有少量的 Fe2O3、Al2O3及微量的 MgO、TiO2，主要成分是 SiO2，原料燒失量較大。表 2-1 硅藻土的組分及燒失量分析Table 2-1 Analysis of main composition of diatomite and loss on ignition化學(xué)成分 SiO2
【學(xué)位授予單位】：華北水利水電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703;TQ424

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本文編號：2614546