粉煤灰制備分子篩及其應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-03 19:53
分子篩的吸附、離子交換和催化性能使其在空氣分離、放射性物質(zhì)清理和水凈化處理等方面得到廣泛應(yīng)用。粉煤灰中含有豐富的硅鋁礦物使其成為合成沸石分子篩的重要來(lái)源。采用堿熔-水熱法以粉煤灰為原料在不同條件下制備Na X和Na Y分子篩,并通過(guò)XRF、XRD、FESEM、FTIR、BET等測(cè)試手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。利用光催化反應(yīng)儀裝置測(cè)定分子篩負(fù)載TiO2時(shí)對(duì)亞甲基藍(lán)的光催化性能。不同來(lái)源粉煤灰(FA1、FA2和FA3)具有不同的物化性能(形貌、硅鋁比等不同),制備的分子篩性能和類型也不同。FA1、FA2和FA3制備的分子篩的比表面積分別為173 m2/g、132 m2/g和113 m2/g。且FA1粉煤灰制備的分子篩的孔徑分布更加集中,平均孔徑4.6 nm,平均孔體積0.63 m L/g,分子篩負(fù)載TiO2的復(fù)合材料光催化20 mg/L的亞甲基藍(lán)亞溶液(MB)效率可達(dá)80%。由于粉煤灰中的磁性氧化鐵在合成分子篩的過(guò)程中抑制結(jié)晶,并對(duì)TiO2光催化有抑制作用;非磁性氧化...
【文章來(lái)源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
粉煤灰Fig.1Flyash
承蚍擲啵?鏜CM-41、MCM-48或MCM-50(參見(jiàn)圖2)[21,22]。另一方面,六角形SBA-15二氧化硅具有顯著的水熱穩(wěn)定性和廣泛的孔徑,可廣泛用于催化和吸附[23]。已經(jīng)提出了兩種用于形成介孔二氧化硅的通用途徑(參見(jiàn)圖3)。在液晶模板機(jī)制中,通過(guò)使用高濃度的表面活性劑(例如十六烷基三甲基溴化銨(CTAB))作為模板添加硅酸鹽來(lái)生產(chǎn)真正或半液晶的晶體中間相膠束,并且二氧化硅在膠束周圍聚合,參見(jiàn)圖3(a)。在協(xié)同液晶模板機(jī)制中,向CTAB水溶液中加入硅酸鹽可同時(shí)誘導(dǎo)硅酸鹽包裹的表面活性劑膠束的排序,參見(jiàn)圖3(b)[22]。圖2MCM-41/SBA-15(a);MCM-48(b)和MCM-50(c)的中孔材料的結(jié)構(gòu)Fig.2StructuresofmesoporousmaterialsofMCM-41/SBA-15(a);MCM-48(b);MCM-50(c)3)合成二氧化硅氣凝膠和絕熱泡沫二氧化硅氣凝膠可用于催化、吸附、隔熱和藥物輸送等,因?yàn)樗鼈兙哂写蟮谋砻娣e,大的孔體積,低的堆積密度和低的導(dǎo)熱性。用于制備二氧化硅氣凝膠的原料
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-通常是以下類型:四甲氧基硅烷(TMOS)、原硅酸四乙酯(TEOS)和聚乙氧基二硅氧烷,這些原料昂貴且有毒。使用這些前體的少量二氧化硅氣凝膠通常通過(guò)超臨界干燥方法制備,以避免毛細(xì)管應(yīng)力和干燥收縮,從而獲得所需質(zhì)地性質(zhì)[22]。圖3使用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的中孔材料的合成方法的示意圖:真正的液晶模板(a)和協(xié)同的液晶模板機(jī)制(b)Fig.3Schematicillustrationofthesynthesisprocedureofmesoporousmaterialsusingstructure-directingagents:trueliquid-crystaltemplate(a);cooperativeliquid-crystaltemplatemechanism(b)最近,水玻璃和各種工業(yè)廢物含有二氧化硅物種,如粉煤灰酸污泥[24],麥殼灰(RHA)[25],制糖業(yè)的底灰[26],或高嶺土[27]已被用于生產(chǎn)用于生態(tài)友好回收的氣凝膠。環(huán)境壓力干燥方法對(duì)于從這些低質(zhì)量二氧化硅源開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)這些二氧化硅氣凝膠以及對(duì)絕緣材料的要求較低的應(yīng)用來(lái)說(shuō)更經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。施等人[28]通過(guò)環(huán)境壓力干燥利用粉煤灰制備二氧化硅氣凝膠,采用硫酸催化法和樹(shù)脂交換堿催化法合成二氧化硅氣凝膠,采用樹(shù)脂交換-堿催化法制備的二氧化硅氣凝膠比硫酸催化法具有更均勻的介孔結(jié)構(gòu),更大的孔容和比表面積,而硫酸催化法可以獲得更高產(chǎn)率的二氧化硅氣凝膠。1.2粉煤灰制備分子篩1.2.1分子篩的簡(jiǎn)介分子篩作為一種重要的多孔材料,在酸堿催化、催化載體、吸附分離等性能在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用。一般地,沸石分子篩主要由[SiO4]4-四面體和[A1O4]5-四
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]粉煤灰制備介孔分子篩及其應(yīng)用研究[J]. 侯芹芹,張創(chuàng). 化工新型材料. 2018(11)
[2]晶種導(dǎo)向下干膠法合成ZSM-5分子篩[J]. 陳艷紅,崔紅霞,韓東敏,張強(qiáng),李春義. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]粉煤灰沸石分子篩對(duì)室內(nèi)空氣甲醛凈化性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 牛永紅,王忠勝,吳會(huì)軍,袁嘉琪,李義科,顧潔. 建筑科學(xué). 2017(12)
[4]粉煤灰合成分子篩負(fù)載CuO光催化材料的制備及其性能[J]. 陳東,陳正飛,高可心,崔婷,閆宇昕. 天津城建大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]以粉煤灰為原料制備高純度NaP型分子篩[J]. 周慧云,徐婷婷,陳彥廣,解驄浩,宋華. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]澄合粉煤灰制備NaY分子篩及其離子交換吸附性能研究[J]. 楊建利,杜美利,郭明,于春俠. 離子交換與吸附. 2015(04)
[7]超聲-微波法合成粉煤灰分子篩及吸附性能研究[J]. 孟桂花,吳建寧,魏忠,王緒根. 合成材料老化與應(yīng)用. 2015(01)
[8]粉煤灰分步溶出硅鋁制備純沸石分子篩的研究[J]. 曾小強(qiáng),葉亞平,王明文,錢維蘭,杜春華. 硅酸鹽通報(bào). 2007(01)
[9]煅燒煤矸石在堿溶液中的離子溶出特性及其結(jié)構(gòu)[J]. 郭偉,李東旭,楊南如. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2004(10)
[10]Fe-ZSM-5雜原子分子篩的合成與表征[J]. 孫長(zhǎng)勇,宋一兵,葉飛,余林,郭錫坤. 光譜實(shí)驗(yàn)室. 2003(03)
博士論文
[1]核殼結(jié)構(gòu)Y/Beta復(fù)合分子篩合成、表征及催化性能研究[D]. 任博.北京工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]由粉煤灰制備Y型沸石分子篩的研究[D]. 徐芳芳.東北大學(xué) 2014
本文編號(hào):3263242
【文章來(lái)源】:華北理工大學(xué)河北省
【文章頁(yè)數(shù)】:83 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
粉煤灰Fig.1Flyash
承蚍擲啵?鏜CM-41、MCM-48或MCM-50(參見(jiàn)圖2)[21,22]。另一方面,六角形SBA-15二氧化硅具有顯著的水熱穩(wěn)定性和廣泛的孔徑,可廣泛用于催化和吸附[23]。已經(jīng)提出了兩種用于形成介孔二氧化硅的通用途徑(參見(jiàn)圖3)。在液晶模板機(jī)制中,通過(guò)使用高濃度的表面活性劑(例如十六烷基三甲基溴化銨(CTAB))作為模板添加硅酸鹽來(lái)生產(chǎn)真正或半液晶的晶體中間相膠束,并且二氧化硅在膠束周圍聚合,參見(jiàn)圖3(a)。在協(xié)同液晶模板機(jī)制中,向CTAB水溶液中加入硅酸鹽可同時(shí)誘導(dǎo)硅酸鹽包裹的表面活性劑膠束的排序,參見(jiàn)圖3(b)[22]。圖2MCM-41/SBA-15(a);MCM-48(b)和MCM-50(c)的中孔材料的結(jié)構(gòu)Fig.2StructuresofmesoporousmaterialsofMCM-41/SBA-15(a);MCM-48(b);MCM-50(c)3)合成二氧化硅氣凝膠和絕熱泡沫二氧化硅氣凝膠可用于催化、吸附、隔熱和藥物輸送等,因?yàn)樗鼈兙哂写蟮谋砻娣e,大的孔體積,低的堆積密度和低的導(dǎo)熱性。用于制備二氧化硅氣凝膠的原料
華北理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-6-通常是以下類型:四甲氧基硅烷(TMOS)、原硅酸四乙酯(TEOS)和聚乙氧基二硅氧烷,這些原料昂貴且有毒。使用這些前體的少量二氧化硅氣凝膠通常通過(guò)超臨界干燥方法制備,以避免毛細(xì)管應(yīng)力和干燥收縮,從而獲得所需質(zhì)地性質(zhì)[22]。圖3使用結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑的中孔材料的合成方法的示意圖:真正的液晶模板(a)和協(xié)同的液晶模板機(jī)制(b)Fig.3Schematicillustrationofthesynthesisprocedureofmesoporousmaterialsusingstructure-directingagents:trueliquid-crystaltemplate(a);cooperativeliquid-crystaltemplatemechanism(b)最近,水玻璃和各種工業(yè)廢物含有二氧化硅物種,如粉煤灰酸污泥[24],麥殼灰(RHA)[25],制糖業(yè)的底灰[26],或高嶺土[27]已被用于生產(chǎn)用于生態(tài)友好回收的氣凝膠。環(huán)境壓力干燥方法對(duì)于從這些低質(zhì)量二氧化硅源開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)這些二氧化硅氣凝膠以及對(duì)絕緣材料的要求較低的應(yīng)用來(lái)說(shuō)更經(jīng)濟(jì)和實(shí)用。施等人[28]通過(guò)環(huán)境壓力干燥利用粉煤灰制備二氧化硅氣凝膠,采用硫酸催化法和樹(shù)脂交換堿催化法合成二氧化硅氣凝膠,采用樹(shù)脂交換-堿催化法制備的二氧化硅氣凝膠比硫酸催化法具有更均勻的介孔結(jié)構(gòu),更大的孔容和比表面積,而硫酸催化法可以獲得更高產(chǎn)率的二氧化硅氣凝膠。1.2粉煤灰制備分子篩1.2.1分子篩的簡(jiǎn)介分子篩作為一種重要的多孔材料,在酸堿催化、催化載體、吸附分離等性能在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中廣泛應(yīng)用。一般地,沸石分子篩主要由[SiO4]4-四面體和[A1O4]5-四
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]粉煤灰制備介孔分子篩及其應(yīng)用研究[J]. 侯芹芹,張創(chuàng). 化工新型材料. 2018(11)
[2]晶種導(dǎo)向下干膠法合成ZSM-5分子篩[J]. 陳艷紅,崔紅霞,韓東敏,張強(qiáng),李春義. 無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]粉煤灰沸石分子篩對(duì)室內(nèi)空氣甲醛凈化性能的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 牛永紅,王忠勝,吳會(huì)軍,袁嘉琪,李義科,顧潔. 建筑科學(xué). 2017(12)
[4]粉煤灰合成分子篩負(fù)載CuO光催化材料的制備及其性能[J]. 陳東,陳正飛,高可心,崔婷,閆宇昕. 天津城建大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(02)
[5]以粉煤灰為原料制備高純度NaP型分子篩[J]. 周慧云,徐婷婷,陳彥廣,解驄浩,宋華. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2016(01)
[6]澄合粉煤灰制備NaY分子篩及其離子交換吸附性能研究[J]. 楊建利,杜美利,郭明,于春俠. 離子交換與吸附. 2015(04)
[7]超聲-微波法合成粉煤灰分子篩及吸附性能研究[J]. 孟桂花,吳建寧,魏忠,王緒根. 合成材料老化與應(yīng)用. 2015(01)
[8]粉煤灰分步溶出硅鋁制備純沸石分子篩的研究[J]. 曾小強(qiáng),葉亞平,王明文,錢維蘭,杜春華. 硅酸鹽通報(bào). 2007(01)
[9]煅燒煤矸石在堿溶液中的離子溶出特性及其結(jié)構(gòu)[J]. 郭偉,李東旭,楊南如. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2004(10)
[10]Fe-ZSM-5雜原子分子篩的合成與表征[J]. 孫長(zhǎng)勇,宋一兵,葉飛,余林,郭錫坤. 光譜實(shí)驗(yàn)室. 2003(03)
博士論文
[1]核殼結(jié)構(gòu)Y/Beta復(fù)合分子篩合成、表征及催化性能研究[D]. 任博.北京工業(yè)大學(xué) 2014
碩士論文
[1]由粉煤灰制備Y型沸石分子篩的研究[D]. 徐芳芳.東北大學(xué) 2014
本文編號(hào):3263242
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/3263242.html
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