粉煤灰的化學(xué)成分、年排放量及堆存量決定了其在可再生資源領(lǐng)域的重要地位。從粉煤灰中提取氧化鋁是對其高價值利用的主要模式,但此模式會產(chǎn)生大量的廢渣。如果對這部分廢渣處置不當(dāng),會產(chǎn)生固體廢棄物的二次污染,還會浪費大量的硅成分,也就無法真正實現(xiàn)對粉煤灰的高效利用�；诃h(huán)境保護(hù)和資源開發(fā)的迫切需要,本文從孔材料和光催化材料兩個方面來擴(kuò)展粉煤灰提鋁酸渣的應(yīng)用方向,以期為后續(xù)研究和工業(yè)化生產(chǎn)提供理論和數(shù)據(jù)支撐。鑒于粉煤灰提鋁酸渣中非晶態(tài)SiO₂含量高的特點,采用了堿溶工藝制備硅酸鈉溶液,為后續(xù)實驗提供硅質(zhì)原料。依據(jù)Box-Behnken實驗設(shè)計方法,以SiO₂提取率最高為目標(biāo),對工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明,Box-Behnken實驗設(shè)計法對硅酸鈉溶液的制備方案進(jìn)行輔助設(shè)計是可靠的;可以有效預(yù)測反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間和NaOH濃度對SiO₂提取率的影響規(guī)律,顯著性關(guān)系由高到低依次為反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、NaOH濃度;可以采用的最優(yōu)方案為NaOH濃度15wt.%、反應(yīng)時間2h、反應(yīng)溫度90°C,實際操作中的SiO₂的提取... 

【文章頁數(shù)】：139 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 粉煤灰資源概述
        1.1.1 粉煤灰的定義
        1.1.2 粉煤灰的形成
        1.1.3 粉煤灰的基本特性
        1.1.4 粉煤灰的危害
    1.2 從粉煤灰中提取氧化鋁和提鋁渣的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 從粉煤灰中提取氧化鋁
        1.2.2 對粉煤灰提鋁渣的再利用
    1.3 SiO_2氣凝膠的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 SiO_2氣凝膠的孔結(jié)構(gòu)
        1.3.2 SiO_2氣凝膠的性質(zhì)
        1.3.3 SiO_2氣凝膠的應(yīng)用
        1.3.4 SiO_2氣凝膠制備工藝進(jìn)展
    1.4 TiO_2/SiO_2復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 TiO_2/SiO_2復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)特點
        1.4.2 TiO_2/SiO_2復(fù)合材料的應(yīng)用
        1.4.3 TiO_2/SiO_2復(fù)合材料的制備方法
    1.5 選題意義及內(nèi)容
        1.5.1 選題意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
    參考文獻(xiàn)
第2章 實驗部分
    2.1 原料
        2.1.1 成分分析
        2.1.2 XRD分析
    2.2 化學(xué)試劑
    2.3 實驗設(shè)備和儀器
    2.4 樣品的性能表征
        2.4.1 X射線衍射分析
        2.4.2 紅外光譜分析
        2.4.3 熱重-差熱分析
        2.4.4 場發(fā)射掃描電子顯微鏡
        2.4.5 接觸角測試
        2.4.6 N_2脫吸附等溫線及比表面積分析
    2.5 樣品的光催化和吸附性能測試
第3章 粉煤灰提鋁酸渣制備硅酸鈉溶液工藝研究
    3.1 引言
    3.2 實驗工藝
    3.3 Box-Behnken實驗設(shè)計
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 數(shù)據(jù)擬合
        3.4.2 回歸模型的檢驗
        3.4.3 響應(yīng)面直觀分析
        3.4.4 最優(yōu)參數(shù)的確定與驗證
    3.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第4章 SiO_2氣凝膠介孔材料的制備方法及表征
    4.1 引言
    4.2 氣凝膠的制備過程
        4.2.1 水凝膠的制備
        4.2.2 水凝膠的陳化
        4.2.3 水凝膠的溶劑交換/表面改性和常壓干燥
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 表面改性對凝膠干燥過程和SiO_2氣凝膠性質(zhì)的影響
        4.3.2 溶膠-凝膠過程對SiO_2氣凝膠性質(zhì)的影響
        4.3.3 改性劑用量對Si O_2氣凝膠性質(zhì)的影響
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第5章 溶膠-凝膠法制備TiO_2/SiO_2復(fù)合光催化劑及性能的研究
    5.1 引言
    5.2 TiO_2/SiO_2復(fù)合粉體的制備及性能表征
        5.2.1 TiO_2/SiO_2復(fù)合粉體的制備
        5.2.2 實驗結(jié)果與討論
    5.3 TiO_2/SiO_2復(fù)合氣凝膠的制備及性能表征
        5.3.1 TiO_2/SiO_2復(fù)合氣凝膠的制備
        5.3.2 實驗結(jié)果與討論
    5.4 對比TiO_2/SiO_2復(fù)合粉體和復(fù)合氣凝膠的脫色效果
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第6章 以硅濕凝膠為載體的TiO_2的制備及性能的研究
    6.1 引言
    6.2 催化劑的制備
        6.2.1 TiO_2催化劑的制備
        6.2.2 TiO_2/硅濕凝膠復(fù)合光催化劑的制備
    6.3 實驗結(jié)果與討論
        6.3.1 TiO_2催化劑的制備工藝及性能分析
        6.3.2 TiO_2/硅濕凝膠復(fù)合光催化劑的制備工藝及性能分析
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻(xiàn)
第7章 結(jié)論
    7.1 論文的研究成果
    7.2 存在問題與進(jìn)一步研究
作者簡介及科研成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3656266