本文關(guān)鍵詞：煤系高嶺土的改性及其吸附性能研究

  更多相關(guān)文章： 煤系高嶺土 改性 表征 比表面積 吸附

【摘要】：煤系高嶺土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,雜質(zhì)含量高,反應(yīng)活性低,因此在現(xiàn)實生活中的利用率不高。但是改性后的煤系高嶺土具有較高的比表面積和表面反應(yīng)活性,可以作為廉價的吸附材料。本文采用直接酸處理法、微波輔助酸處理法、機械粉碎-酸處理法三種活化方法對煤系高嶺土進行改性,利用X射線衍射、熱重分析、N2吸附-脫附、紅外光譜分析、化學(xué)成分分析、透射電鏡等表征手段,研究了原礦煤系高嶺土和改性煤系高嶺土的結(jié)構(gòu)、比表面積、形貌,確定最佳的改性工藝條件以原礦煤系高嶺土和改性煤系高嶺土對次甲基藍進行吸附,研究了吸附時間、溶液pH、溶液的初始濃度、溫度等因素對吸附的影響。實驗取得良好效果：一、以內(nèi)蒙古鄂爾多斯煤系高嶺土為原料,采用直接酸處理法改性煤系高嶺土,通過多種手段對樣品進行表征,確定改性的最佳工藝條件。并研究了原礦煤系高嶺土和改性煤系高嶺土對次甲基藍的吸附性能。研究結(jié)果表明：原礦煤系高嶺土的比表面積為13.6 m~2/g,極限吸附量為78.1 mg/g；改性煤系高嶺土的比表面積為257.8 m~2/g,極限吸附量為101 mg/g。二、采用微波輔助酸處理法制備了改性煤系高嶺土材料,對其進行表征,研究反應(yīng)溫度和反應(yīng)時間對其比表面積的影響,確定改性最佳工藝條件。測試其對次甲基藍的吸附性能。研究結(jié)果顯示：微波輔助酸處理法改性煤系高嶺土的比表面積為299.5 m~2/g,極限吸附量達104.2 mg/g。三、對原礦煤系高嶺土進行高能球磨,改變其晶體結(jié)構(gòu),再進行酸處理,對酸處理前后的樣品進行表征,制備了具有較高比表面積的改性煤系高嶺土材料,并研究其對次甲基藍的吸附性能。結(jié)果表明：機械粉碎-酸處理法改性煤系高嶺土的最高比表面積為373.5 m~2/g,對次甲基藍的極限吸附量達161.3 mg/g。
【關(guān)鍵詞】：煤系高嶺土 改性 表征 比表面積 吸附
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O647.33
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 1 緒論10-17
• 1.1 研究背景10-11
• 1.2 煤系高嶺土概述11-14
• 1.2.1 煤系高嶺土的組成11
• 1.2.2 煤系高嶺土的結(jié)構(gòu)11-12
• 1.2.3 煤系高嶺土的性質(zhì)及用途12
• 1.2.4 煤系高嶺土的改性12-13
• 1.2.4.1 煅燒12
• 1.2.4.2 酸堿改性12-13
• 1.2.4.3 包覆改性13
• 1.2.4.4 有機改性13
• 1.2.5 改性煤系高嶺土在水處理中的應(yīng)用13-14
• 1.2.5.1 有機廢水的處理13
• 1.2.5.2 吸附去除重金屬離子13-14
• 1.2.5.3 除磷14
• 1.3 吸附材料14-15
• 1.3.1 吸附理論14
• 1.3.2 Langmuir吸附等溫式14-15
• 1.3.3 Freundlich吸附等溫式15
• 1.4 本課題的目的、意義和內(nèi)容15-17
• 1.4.1 研究目的及意義15-16
• 1.4.2 研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新之處16-17
• 2 直接酸處理法活化煤系高嶺土及其性能17-34
• 2.1 引言17-18
• 2.2 實驗部分18-20
• 2.2.1 實驗主要儀器與試劑18
• 2.2.1.1 實驗試劑18
• 2.2.1.2 實驗儀器18
• 2.2.2 煤系高嶺土的活化18-19
• 2.2.3 最佳工藝條件的確定19
• 2.2.3.1 反應(yīng)時間的影響19
• 2.2.3.2 反應(yīng)溫度的影響19
• 2.2.4 改性煤系高嶺土對次甲基藍溶液的靜態(tài)吸附實驗方法19-20
• 2.2.4.1 次甲基藍溶液的配制19
• 2.2.4.2 次甲基藍溶液標準曲線的繪制19-20
• 2.2.4.3 對次甲基藍溶液的靜態(tài)吸附實驗20
• 2.3 實驗結(jié)果與討論20-33
• 2.3.1 X射線衍射分析(XRD)20-22
• 2.3.2 熱重分析(TGA)22
• 2.3.3 化學(xué)成分分析結(jié)果22-23
• 2.3.4 紅外光譜分析23-24
• 2.3.5 N_2吸附-脫附及孔徑分布分析24-26
• 2.3.6 透射電鏡分析(TEM)26
• 2.3.7 改性煤系高嶺土對次甲基藍的吸附性能26-33
• 2.3.7.1 吸附時間對吸附的影響26-28
• 2.3.7.2 溶液pH對吸附的影響28-29
• 2.3.7.3 次甲基藍溶液初始濃度對吸附的影響29-31
• 2.3.7.4 溫度對吸附的影響31-33
• 2.4 結(jié)論33-34
• 3 微波輔助法活化煤系高嶺土及其性能34-48
• 3.1 引言34-35
• 3.2 實驗部分35-36
• 3.2.1 實驗試劑與儀器35
• 3.2.1.1 實驗試劑35
• 3.2.1.2 實驗儀器35
• 3.2.2 煤系高嶺土的活化35-36
• 3.2.3 最佳工藝條件的確定36
• 3.2.4 吸附性能的測試36
• 3.3 結(jié)果與討論36-47
• 3.3.1 樣品的BET與BJH分析36-38
• 3.3.2 樣品的XRD分析38-39
• 3.3.3 熱重分析(TGA)39-40
• 3.3.4 化學(xué)組成成分分析40
• 3.3.5 樣品的紅外光譜分析40-41
• 3.3.6 透射電鏡(TEM)分析41
• 3.3.7 樣品對次甲基藍的吸附性能41-47
• 3.3.7.1 吸附時間對吸附的影響41-43
• 3.3.7.2 溶液pH對吸附的影響43-44
• 3.3.7.3 次甲基藍溶液初始濃度對吸附的影響44-45
• 3.3.7.4 溫度對吸附的影響45-47
• 3.4 結(jié)論47-48
• 4 機械粉碎-酸處理法活化煤系高嶺土及其性能48-60
• 4.1 引言48-49
• 4.2 實驗部分49-50
• 4.2.1 實驗試劑及儀器49
• 4.2.1.1 實驗試劑49
• 4.2.1.2 實驗儀器49
• 4.2.2 煤系高嶺土的活化49-50
• 4.2.3 吸附性能的測試50
• 4.3 實驗結(jié)果與討論50-59
• 4.3.1 X射線衍射分析(XRD)50-51
• 4.3.2 紅外光譜分析51-52
• 4.3.3 樣品的BET和BJH分析52-54
• 4.3.4 化學(xué)成分分析結(jié)果54
• 4.3.5 透射電鏡分析(TEM)54
• 4.3.6 改性煤系高嶺土對次甲基藍的吸附性能54-59
• 4.3.6.1 不同樣品對次甲基藍的吸附效果54-55
• 4.3.6.2 吸附時間對吸附的影響55-56
• 4.3.6.3 準一級和準二級動力學(xué)的研究56-57
• 4.3.6.4 溶液pH對吸附的影響57
• 4.3.6.5 溶液初始濃度對吸附的影響57-58
• 4.3.6.6 Langmuir和Freundlich吸附等溫線的研究58-59
• 4.4 結(jié)論59-60
• 5 結(jié)論60-62
• 參考文獻62-69
• 致謝69

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程先忠,沈上越,陳開旭,劉國慶,趙欣,冉松林;宜昌煤系高嶺土礦石的開發(fā)利用研究[J];礦產(chǎn)綜合利用;2004年03期

2 冉松林,沈上越,林海,程先忠;松宜煤系高嶺土煅燒增白影響因素研究[J];礦產(chǎn)保護與利用;2004年02期

3 ;煤系高嶺土煅燒新工藝[J];煤炭工程;2004年08期

4 魏嘉昆;煤系高嶺土煅燒增白及機理探討[J];非金屬礦;2005年S1期

5 馮立品;張錦瑞;龐保華;;煤系高嶺土及其深加工[J];河北理工學(xué)院學(xué)報;2006年02期

6 趙彥釗;;“雙90”煅燒煤系高嶺土的應(yīng)用與研究[J];中國陶瓷;2006年07期

7 李哲;鄭麗娟;;黑龍江煤系高嶺土增白試驗研究[J];選煤技術(shù);2006年06期

8 李家毓;周興龍;雷力;;我國煤系高嶺土的開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];云南冶金;2009年01期

9 唐靖炎;張韜;;中國煤系高嶺土加工利用現(xiàn)狀與發(fā)展[J];新材料產(chǎn)業(yè);2009年03期

10 孫留根;王云;袁朝新;常耀超;趙磊;李云;;大同地區(qū)煤系高嶺土煅燒實驗研究[J];礦冶;2009年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 唐靖炎;蔡建;張韜;;中國煤系高嶺土加工利用現(xiàn)狀與發(fā)展[A];2006中國非金屬礦工業(yè)大會暨第九屆全國非金屬礦加工應(yīng)用技術(shù)交流會論文專輯[C];2006年

2 張曉萍;沈少川;;煤系高嶺土勘探與開發(fā)之我見[A];全面建設(shè)小康社會：中國科技工作者的歷史責(zé)任——中國科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會論文集（上）[C];2003年

3 冉松林;沈上越;;湖北松宜煤系高嶺土的相關(guān)研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第十屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

4 崔等;;煤系高嶺土高溫煅燒莫來石產(chǎn)品的工藝探討[A];2011年耐火原料學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2011年

5 朱媛媛;王慶良;;煤系高嶺土/尼龍1010復(fù)合材料的摩擦學(xué)特性[A];2006全國摩擦學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集（一）[C];2006年

6 舒小偉;沈上越;范力仁;夏開勝;;低成本耐鹽性超強吸水復(fù)合材料的研制[A];2005年全國礦物科學(xué)與工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

7 林海;;改性煤系高嶺土晶化焙燒制備鈦白代用品的工藝參數(shù)優(yōu)化[A];第六屆全國顆粒制備與處理學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

8 李文前;;永夏煤田煤系高嶺土礦開發(fā)應(yīng)用前景[A];陜西地球物理文集（七）中國西部地球物理研究與實踐陜西省地球物理學(xué)會成立20周年專集[C];2007年

9 赫軍凱;劉欽甫;劉威;;淮北煤系高嶺土制備NaY分子篩的研究[A];中國礦物巖石地球化學(xué)學(xué)會第13屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蘇州中材非金屬礦工業(yè)設(shè)計研究院院長、國家非金屬礦深加工工程技術(shù)研究中心主任 唐靖炎 淮北金巖高嶺土有限公司副總經(jīng)理、總工程師 耿萬義 中國非礦協(xié)會高嶺土專委會專家組組長、蘇州中材非金屬礦工業(yè)設(shè)計研究院副院長 蔡建;我國煤系高嶺土加工利用取得迅猛發(fā)展[N];中國建材報;2006年

2 徐立銓;如何開發(fā)利用煤系高嶺土[N];中國礦業(yè)報;2003年

3 記者 王玉琢　于海東;烏海開工年產(chǎn)20萬噸煤系高嶺土深加工項目[N];內(nèi)蒙古日報(漢);2009年

4 記者 王利強;忻州30萬噸煤系高嶺土項目二期開工[N];山西日報;2009年

5 本報記者 趙永強;變廢為寶的朝陽產(chǎn)業(yè)[N];烏海日報;2011年

6 王秀蘭;煤矸石精細加工身價倍增[N];中國化工報;2004年

7 鄧文凱;海區(qū)不斷提升科技創(chuàng)新能力[N];烏海日報;2013年

8 本報記者 賈青芳;千年中華陶瓷 頻頻創(chuàng)新工藝[N];中國特產(chǎn)報;2005年

9 于德福;非金屬礦加工業(yè)的突破[N];中國礦業(yè)報;2002年

10 ;十大創(chuàng)新 跨越發(fā)展[N];內(nèi)蒙古日報(漢);2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 伍澤廣;煤系高嶺土制備多品種氧化鋁和硅質(zhì)無機填料研究[D];中國礦業(yè)大學(xué)(北京);2012年

2 夏紅兵;煤系高嶺土安全開采理論分析及試驗研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 海英;TiO_2/改性煤系高嶺土納米復(fù)合材料的制備及其吸附性能研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2016年

2 高文秋;煤系高嶺土的改性及其吸附性能研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2016年

3 楊錦;酸處理對內(nèi)蒙煤系高嶺土結(jié)構(gòu)與性能的影響[D];天津大學(xué);2007年

4 王萌;煤系高嶺土的插層及剝片研究[D];鄭州大學(xué);2010年

5 沈王慶;煤系高嶺土脫硅工藝與動力學(xué)的研究[D];安徽理工大學(xué);2005年

6 羅永康;內(nèi)蒙煤系高嶺土的改性研究[D];天津大學(xué);2005年

7 李新梅;煤系高嶺土基復(fù)合吸附材料的制備及其性能研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2014年

8 程琳儼;煤系高嶺土表面包覆改性研究[D];天津大學(xué);2006年

9 王戰(zhàn)娥;懸浮態(tài)快速煅燒煤系高嶺土的試驗研究[D];西安建筑科技大學(xué);2007年

10 田釗;煤系高嶺土煅燒與脫碳試驗研究[D];武漢理工大學(xué);2014年

，

本文編號：1069164