矿物多孔材料的制备及其性能研究

矿物多孔材料的制备及其性能研究

论文摘要

矿物多孔材料因其物理、化学及结构上的优异性能而被广泛用于环保、化工、制药等领域,开发和制备新型矿物多孔材料一直倍受重视。本文以漂珠、粉煤灰、煤矸石和硅藻土为骨料原料,膨润土、玻璃粉和水玻璃为粘结剂原料,炭粉、煤粉、食用淀粉和可溶性淀粉为造孔剂原料,采用模压成型和常规烧结法制备了矿物多孔材料。研究了原料种类、配方、工艺参数等对制品性能的影响,得到如下结论:(1)骨料决定了制品的基本性能,在所实验的四种骨料原料中,漂珠能使制品具有良好的吸附性和高温稳定性,是最适宜的骨料原料。(2)粘结剂影响制品的成型和烧成强度,利用漂珠作为骨料时,在所实验的三种粘结剂原料中,膨润土在常温条件下使制品易于成型,且烧成制品的磨损率低,是最适宜的粘结剂原料。(3)造孔剂影响制品的孔隙结构和强度,在所实验的四种造孔剂原料中,炭粉作为造孔剂所得制品的综合性能最好,是理想的造孔剂;增加造孔剂用量,使孔隙结构由单孔向网状连通孔转变。(4)烧成温度影响制品的孔隙结构、强度和对铜离子的吸附能力,在1000℃-1250℃范围内,温度越高,制品孔隙率越高,磨损率越低,对铜离子的去除率也越低。当温度为1100℃时,多孔材料能够具有较好的综合性能。(5)以漂珠为骨料,炭粉为造孔剂,膨润土为粘结剂,经模压成型,常规烧成,制备出了性能优良、成本低廉的矿物多孔材料。制品的性能如下:孔隙率48.42%,磨损率6.58%,负载量1.1mg/g。(6)以漂珠为骨料烧成的矿物多孔材料制品的硅铝物相为不同晶形的莫来石(3Al2O3·2SiO2)和硅线石(Al2O3·SiO2)。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 多孔材料的概况
  • 1.2 矿物多孔材料
  • 1.2.1 矿物多孔材料基本内涵
  • 1.2.2 矿物多孔材料的原料
  • 1.3 矿物多孔材料的制备方法
  • 1.3.1 有机泡沫浸渍泥浆法
  • 1.3.2 发泡法
  • 1.3.3 添加造孔剂法
  • 1.3.4 挤压成型
  • 1.3.5 溶胶—凝胶法
  • 1.3.6 矿物多孔材料改性
  • 1.4 矿物多孔材料的孔隙表征
  • 1.4.1 显气孔率
  • 1.4.2 孔径与孔径分布
  • 1.4.3 电镜扫描
  • 1.4.4 比表面积
  • 1.4.5 XRD
  • 1.5 矿物多孔材料的强度表征手段
  • 1.6 相关原理
  • 1.6.1 多孔材料的孔隙形成理论
  • 1.6.2 模压成型理论
  • 1.6.3 烧结理论
  • 1.7 矿物多孔材料的应用
  • 1.7.1 两物相的分离
  • 1.7.2 两物相的结合
  • 1.7.3 在载体方面的应用
  • 1.7.4 其他方面的应用
  • 1.8 课题意义及研究内容
  • 1.8.1 课题意义
  • 1.8.2 课题内容
  • 第二章 材料及研究方法
  • 2.1 原料
  • 2.2 主要仪器和设备
  • 2.3 试验方法
  • 2.3.1 材料制品制备工艺流程
  • 第三章 矿物多孔材料的制备
  • 3.1 骨料的选择
  • 3.1.1 漂珠性能测定
  • 3.2 粘结剂选择
  • 3.2.1 无造孔剂时粘结剂的粘结效果
  • 3.2.2 有造孔剂时粘结剂对制品的性能影响
  • 3.3 造孔剂的选择
  • 3.4 温度的选择
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 制品形貌和物相研究
  • 4.1 制品形貌扫描研究
  • 4.2 制品X射线衍射研究
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表的论文情况
  • 相关论文文献

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