【摘要】：伊利石在自然界中分布廣泛且具有巨大的儲(chǔ)存量,但由于提純困難、膨脹性和可塑性差,開(kāi)發(fā)和利用受到一定的限制,應(yīng)用領(lǐng)域目前沿用其它層狀鋁硅酸鹽礦物的思路,結(jié)合伊利石礦物自身特點(diǎn)的應(yīng)用還非常少。本文采用水洗沉降法獲得了高純度的伊利石,并探究了其在紫外屏蔽和催化劑載體上的應(yīng)用。伊利石不僅成膜性好,而且其(001)晶面具有優(yōu)異的光反射性能,所以考慮通過(guò)提純和顆粒細(xì)化的方法,使其成為一種新型無(wú)機(jī)紫外線屏蔽材料。首先,我們用球磨和超聲處理這兩種物理方法對(duì)伊利石進(jìn)行顆粒細(xì)化與片層剝離,考察了球磨和超聲時(shí)間對(duì)伊利石結(jié)構(gòu)、形貌、表面電荷特別是紫外屏蔽性能的影響。XRD、BET、SEM和TEM結(jié)果表明,雖然球磨和超聲處理都會(huì)減小伊利石的顆粒尺寸、增大比表面積、改變表面形貌,但是球磨對(duì)伊利石的影響要比超聲大得多。隨著球磨時(shí)間的增加,伊利石的零點(diǎn)電位逐漸下降,pH值逐漸增加。此外,紫外屏蔽結(jié)果表明,相比于原始伊利石,球磨后的伊利石具有更好的紫外屏蔽性能,當(dāng)球磨時(shí)間為2 h時(shí),紫外線屏蔽能力最佳,紫外照射8小時(shí)后,其包覆紡織品的斷裂強(qiáng)力保持率為69.94%,比未涂層紡織品增加約34%,屏蔽效果顯著。隨后,用球磨3 h的伊利石為載體,Ti(SO_4)_2為鈦源,通過(guò)水熱法獲得了銳鈦礦型TiO_2/伊利石復(fù)合光催化劑。在優(yōu)選了實(shí)驗(yàn)條件的前提下,本文著重討論了水熱pH值對(duì)復(fù)合光催化劑結(jié)構(gòu)、形貌以及光催化性能的影響。XRD和FT-IR結(jié)果表明,TiO_2顆粒在水熱過(guò)程中并沒(méi)有進(jìn)入伊利石層間,伊利石和TiO_2顆粒之間通過(guò)Si-O-Ti和Al-O-Ti鍵進(jìn)行結(jié)合。SEM、TEM和SSA分析結(jié)果表明,復(fù)合物中TiO_2顆粒的分散性明顯改善。此外,水熱pH值也控制著Ti(SO_4)_2的水解速率,當(dāng)pH=1.5時(shí)TiO_2在伊利石表面負(fù)載均勻,幾乎無(wú)團(tuán)聚現(xiàn)象。此時(shí),復(fù)合光催化劑具有最好的光催化性能,甲基橙溶液經(jīng)8 h的可見(jiàn)光照射后,降解率可以達(dá)到73.4%,經(jīng)紫外光40 min照射后,降解率可以達(dá)到93.6%,要優(yōu)于商業(yè)二氧化鈦的光催化效果。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ426
【圖文】：

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文筑板材的燒成溫度，除此之外，加入伊利石的建筑材料不僅降低了溫、隔音的性能。伊利石顆粒整體的負(fù)電性能夠非選擇性的吸附污屬陽(yáng)離子，伊利石顆粒表面暴露的羥基能夠非選擇性的和污水中的合，減少對(duì)環(huán)境的污染�？偟膩�(lái)說(shuō)，伊利石具有巨大的應(yīng)用價(jià)值于伊利石伴生礦物復(fù)雜，提純具有一定的難度，所以開(kāi)發(fā)利用較晚應(yīng)用方面仍有許多方向值得進(jìn)一步的深入和拓展。

能還含有長(zhǎng)石等雜質(zhì)，這會(huì)極大的限制其應(yīng)用，因此表 2.1 展示了伊利石原土中各組成成分的質(zhì)量含量百和 Al2O3是伊利石原土的主要組成成分，約占總質(zhì)量的 LOI 也占了相對(duì)較大的比例。為了更好的表征和分析了 XRD 測(cè)試（詳見(jiàn)圖 2.1）。如圖所示，XRD 圖譜中中含有較多的石英。衍射角（2θ）在 8.84°和 17.65°衍射峰，在 2θ=26.67°處伊利石和石英的衍射峰發(fā)生量非常少，在圖譜中沒(méi)有顯現(xiàn)出衍射峰。表 2.1 伊利石原土的化學(xué)成分（wt%）able 2.1 The chemical compositions of raw illite（wt%Al2O3TiO2CaO MgO Fe2O3FeO K2O 16.15 0.39 1.09 0.61 1.03 0.95 5.15

吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文2.1.2 伊利石的提純?yōu)榱烁玫难芯恳晾陨硇再|(zhì)，需對(duì)伊利石原土進(jìn)行提純處理。考慮到伊利石原土中主要的雜質(zhì)為石英且無(wú)其它種類的粘土礦物（如高嶺石等）伴生，因此該伊利石可以通過(guò)常規(guī)水洗沉降法來(lái)進(jìn)行純化。具體的純化過(guò)程如下：首先將大塊伊利石原土粉碎至 5 mm 左右的小塊，將粉碎后的伊利石加水配制成濃度為8 wt%的漿液，用磁力攪拌器持續(xù)攪拌 2 h，使得原土充分的分散，隨后靜置 24 h，使伊利石和石英等雜質(zhì)在重力的作用下分離，收集漿液的上層液進(jìn)行離心處理，離心得到的樣品在 80oC 條件下烘干研磨，即可得到提純的伊利石，具體的流程圖如圖 2.2 所示。

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