微波輔助法提取煤矸石中硅鋁氧化物及應用研究
發(fā)布時間：2023-11-11 12:09
煤矸石是采煤和洗煤過程中排放的固體廢物,在我國未能得到合理有效的大規(guī)模利用,因此煤矸石堆場不僅占用大面積良田,而且還存在污染環(huán)境、處理成本高等問題。在煤矸石的開發(fā)和應用中,存在二次污染、工藝復雜以及產品附加值不高等情況。本文以兩淮地區(qū)的煤矸石為原料,使用微波輔助酸浸法提取煤矸石中的氧化鋁,利用單因素實驗和正交實驗研究在微波場作用下不同的酸浸溫度、酸浸時間、固液比、微波功率對氧化鋁產率的影響,并通過收縮未反應芯模型研究煤矸石酸浸動力學,為煤矸石酸浸反應提供理論依據;提取氧化鋁后的酸浸渣使用堿法制備白炭黑,研究反應溫度、反應時間、堿用量對白炭黑產率和鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油值的影響,研究不同的表面活性劑對白炭黑的影響,使用響應曲面法優(yōu)化實驗結果;將提取的氧化鋁用來改性聚丙烯,研究不同偶聯(lián)劑改性氧化鋁和氧化鋁的加入量對聚丙烯力學性能的影響;制備的白炭黑與鈦酸四丁酯按不同硅鈦摩爾比制備SiO2/TiO2催化劑,并研究其組成和結構,以羅丹明B為目標降解產物,研究SiO2/TiO2催化劑的光催化性能。經過上述研究得出以下結論:(1)酸法提取煤矸石中的氧化鋁,經單因素和正交實驗結合分析得出最佳...
【文章頁數】：91 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 煤矸石概述
1.1.1 煤矸石資源化現狀
1.1.2 煤矸石特性
1.1.3 煤矸石的危害
1.1.4 煤矸石國內外利用現狀
1.2 煤矸石提取氧化鋁的研究現狀
1.2.1 酸法
1.2.2 堿法
1.2.3 微波輔助酸浸溶出法
1.3 煤矸石制備白炭黑的研究現狀
1.4 氧化鋁在改性聚丙烯中的應用
1.4.1 聚丙烯簡介
1.4.2 氧化鋁改性聚丙烯
1.5 白炭黑在催化劑中的應用
1.5.1 二氧化鈦簡介
1.5.2 二氧化鈦光催化機理
1.5.3 SiO2/TiO2催化劑
1.6 選題背景、意義及研究內容
1.6.1 選題背景、意義
1.6.2 研究內容
第二章 實驗部分
2.1 實驗原料與設備
2.1.1 實驗原料
2.1.2 實驗設備
2.2 實驗工藝流程
2.3 樣品性能表征
2.3.1 物相分析
2.3.2 樣品微觀結構
2.3.3 紅外分析
2.3.4 比表面及孔徑分析
2.3.5 熱分析
2.3.6 紫外-可見漫反射分析
第三章 微波輔助法提取煤矸石中氧化鋁的工藝研究
3.1 引言
3.2 原料煤矸石分析
3.3 實驗步驟
3.4 結果與討論
3.4.1 影響微波法提取煤矸石中氧化鋁的工藝因素
3.4.2 正交分析
3.4.3 煤矸石酸浸動力學分析
3.4.4 酸浸反應的表觀活化能
3.4.5 氧化鋁的物相與形貌
3.5 本章小結
第四章 煤矸石酸浸渣制備白炭黑的工藝研究
4.1 引言
4.2 實驗方法
4.2.1 工藝流程
4.2.2 DBP吸油值測量
4.2.3 表面活性劑的選擇
4.3 結果與討論
4.3.1 白炭黑的物相與形貌分析
4.3.2 白炭黑的比表面積與孔徑分布
4.3.3 不同因素對酸浸渣制備白炭黑的工藝影響
4.3.2 表面活性劑對白炭黑的影響
4.3.3 響應面分析法對提取煤矸石中氧化硅工藝的優(yōu)化
4.3.4 響應面分析
4.3.5 最佳條件的優(yōu)化
4.4 本章小結
第五章 氧化鋁改性聚丙烯的力學性能研究
5.1 引言
5.2 樣品的制備
5.3 性能表征
5.4 結果與討論
5.4.1 硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁
5.4.2 Al2O3/PP復合材料性能分析
5.4.3 Al2O3/PP復合材料的熱穩(wěn)定分析
5.4 本章小結
第六章 SiO2/TiO2催化劑的制備及光催化性能的研究
6.1 引言
6.2 實驗部分
6.2.1 SiO2/TiO2復合材料的制備
6.2.2 SiO2/TiO2催化劑的光催化實驗
6.2.3 標準曲線的繪制
6.3 結果與討論
6.3.1 物相分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 比表面積和孔徑分布分析
6.3.4 傅里葉紅外分析
6.3.5 固體紫外可見漫反射譜圖分析
6.3.6 光催化性能研究
6.3.7 動力學研究
6.6 本章小結
第七章 結論與展望
7.1 結論
7.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果
本文編號：3862567
【文章頁數】：91 頁
【學位級別】：碩士
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 煤矸石概述
1.1.1 煤矸石資源化現狀
1.1.2 煤矸石特性
1.1.3 煤矸石的危害
1.1.4 煤矸石國內外利用現狀
1.2 煤矸石提取氧化鋁的研究現狀
1.2.1 酸法
1.2.2 堿法
1.2.3 微波輔助酸浸溶出法
1.3 煤矸石制備白炭黑的研究現狀
1.4 氧化鋁在改性聚丙烯中的應用
1.4.1 聚丙烯簡介
1.4.2 氧化鋁改性聚丙烯
1.5 白炭黑在催化劑中的應用
1.5.1 二氧化鈦簡介
1.5.2 二氧化鈦光催化機理
1.5.3 SiO2/TiO2催化劑
1.6 選題背景、意義及研究內容
1.6.1 選題背景、意義
1.6.2 研究內容
第二章 實驗部分
2.1 實驗原料與設備
2.1.1 實驗原料
2.1.2 實驗設備
2.2 實驗工藝流程
2.3 樣品性能表征
2.3.1 物相分析
2.3.2 樣品微觀結構
2.3.3 紅外分析
2.3.4 比表面及孔徑分析
2.3.5 熱分析
2.3.6 紫外-可見漫反射分析
第三章 微波輔助法提取煤矸石中氧化鋁的工藝研究
3.1 引言
3.2 原料煤矸石分析
3.3 實驗步驟
3.4 結果與討論
3.4.1 影響微波法提取煤矸石中氧化鋁的工藝因素
3.4.2 正交分析
3.4.3 煤矸石酸浸動力學分析
3.4.4 酸浸反應的表觀活化能
3.4.5 氧化鋁的物相與形貌
3.5 本章小結
第四章 煤矸石酸浸渣制備白炭黑的工藝研究
4.1 引言
4.2 實驗方法
4.2.1 工藝流程
4.2.2 DBP吸油值測量
4.2.3 表面活性劑的選擇
4.3 結果與討論
4.3.1 白炭黑的物相與形貌分析
4.3.2 白炭黑的比表面積與孔徑分布
4.3.3 不同因素對酸浸渣制備白炭黑的工藝影響
4.3.2 表面活性劑對白炭黑的影響
4.3.3 響應面分析法對提取煤矸石中氧化硅工藝的優(yōu)化
4.3.4 響應面分析
4.3.5 最佳條件的優(yōu)化
4.4 本章小結
第五章 氧化鋁改性聚丙烯的力學性能研究
5.1 引言
5.2 樣品的制備
5.3 性能表征
5.4 結果與討論
5.4.1 硅烷偶聯(lián)劑改性氧化鋁
5.4.2 Al2O3/PP復合材料性能分析
5.4.3 Al2O3/PP復合材料的熱穩(wěn)定分析
5.4 本章小結
第六章 SiO2/TiO2催化劑的制備及光催化性能的研究
6.1 引言
6.2 實驗部分
6.2.1 SiO2/TiO2復合材料的制備
6.2.2 SiO2/TiO2催化劑的光催化實驗
6.2.3 標準曲線的繪制
6.3 結果與討論
6.3.1 物相分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 比表面積和孔徑分布分析
6.3.4 傅里葉紅外分析
6.3.5 固體紫外可見漫反射譜圖分析
6.3.6 光催化性能研究
6.3.7 動力學研究
6.6 本章小結
第七章 結論與展望
7.1 結論
7.2 展望
參考文獻
致謝
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本文編號：3862567
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