改性赤泥的制备及光催化性能的研究

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1、全日制硕士学位论文改性赤泥的制备及光催化性能的研究申请人姓名：王冠宇指导教师：马名杰学位类别：工学硕士专业名称：矿业工程研究方向：洁净煤技术河南理工大学材料科学与工程学院二○一五年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文改性赤泥的制备及光催化性能的研究是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工

2、大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日年月日中图分类号：TQ574密级：公开UDC：单位代码：10460改性赤泥的制备及光催化性能的研究Preparationofmodifiedredmudandrese

3、archofphotocatalyticproperties申请人姓名王冠宇学位类别工学硕士专业名称矿业工程研究方向洁净煤技术导师马名杰职称副教授提交日期2015年4月答辩日期2015年6月河南理工大学致谢本研究及学位论文是在我的导师马名杰副教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，马老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。读研期间，马老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀，在此谨向马老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。在此，我还要感谢在一

4、起愉快的度过研究生生活同学，蔡光义、郭卫杰、黄帅、李国亮、叶云娜等，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。特别感谢徐冰师兄对我论文前期工作的大力支持以及杨政鹏老师对论文后期工作的细心修改。最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们的陪伴与支持!在论文即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到论文的顺利完成，有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！衷心感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！摘要赤泥是氧化铝厂生产氧化铝所产生的固体废弃物，现在我国赤泥的年产量已达3000万t左

5、右，累积堆存量约2亿t，而赤泥整体综合利用率不到4%。如此大量的赤泥堆存，不仅占用大量土地资源，而且对生态环境造成较大的危害。然而赤泥中含有的Fe、A1、Si、Ti氧化物是常见的催化剂，这些催化剂通过紫外光照可降解染料有机废水，这样既充分利用了赤泥，又使染料有机废水得到了处理，真正达到了以废治废的目地。本文以拜耳法赤泥为研究对象，用甲基橙溶液来代替染料废水。采用盐酸浸泡法，对赤泥进行了改性。通过正交试验的方法，最终确定了最佳浸泡条件：盐酸浓度4mol/L、固液比1:3、浸泡时间1h、浸泡温度70℃。同时本文还考察了光照时间、光照强度、甲基橙初始pH值、改性赤泥用量、

6、改性赤泥储存时间以及改性赤泥循环使用次数对甲基橙溶液光催化降解的影响，最终得到结果：最佳光照时间1h，光照强度为高压汞灯与磁力搅拌器的最佳距离为15cm，最佳甲基橙初始pH值为2.5，当甲基橙溶液浓度为50mg/L时，改性赤泥最佳用量为0.7g/L，赤泥可长时间存放且可以多次循环利用。同时本文借助SEM、N2吸附-脱附等仪器分析手段对原料赤泥及改性后的赤泥进行了微观结构分析、比表面积、孔结构、粒径及化学成分分析。实验赤泥主要以中孔存在，并且比表面积相对较小，改性后的赤泥中孔量要比改性前多，且比表面积增大到317.14m2/g，比改性前赤泥比表面积增加约40倍，改性后

7、赤泥的平均体积粒径为29.0nm，仅相当于改性前赤泥平均粒径的一半。关键词：赤泥改性赤泥光催化降解IAbstractRedmudissolidwasteresidueproducedinaluminaproductionprocess,atpresent,theannualoutputofredmudhasreachedabout30milliont,anditscumulativeamountisabout200milliont,butitscomprehensiveutilizationislessthan4%overall.Suchalargenumber