硅藻土改性及其对甲醛吸附性能研究.pdf

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1、2015年第2期《黑龙江造纸》·论文与综述·硅藻土改性及其对甲醛吸附性能研究陈维婧，虞萍。谈昕。张学铭(北京林业大学材料科学与技术学院，北京100083)[摘要]采用甲醛消除剂对硅藻土进行了改性，并对其甲醛吸附性能进行了探讨，同时，采用改性硅藻土作为纸张填料抄造了具有甲醛吸附功能的特种纸。研究结果表明，硅藻原土粒径分布均一，平均粒径为1．8m，带有负电性，Zeta电位为一19．7mV，是比较理想的造纸填料。红外光谱表明改性后的硅藻土具有甲醛消除剂的特征吸收峰，说明甲醛消除剂成功改性到硅藻土表面。甲醛吸

2、附性能结果表明，改性后硅藻土对甲醛吸附性能优于其加填纸的吸附性能。[关键词]硅藻土；改性；加填；甲醛吸收硅藻土是新兴的特种纸加填材料之一，其具有1材料与方法来源广泛、成本低廉、自度高、孑L隙度大、密度小及1．1原料与药品隔热吸音性好等特性，亦可满足不同性能要求纸品硅藻土、阳离子淀粉及阳离子聚丙烯酰胺购买的高遮盖性、高松厚度、高物理强度及高适印性等于蓝弋化学品有限公司。漂白硫酸盐浆取自亚太方面的技术要求[1]。它可加填制备轻质胶印纸、卷森博浆纸有限公司。尿素磷酸型甲醛消除剂为本烟纸、过滤纸等各类常见加填

3、纸，亦可运用于造纸实验室自行合成。含甲醛的密度板购自装修市场。废水处理和抄纸过程中的树脂控制[1]，但作为绿色1．2实验方法环保加填材料，在造纸加填化学品应用领域鲜有功1．2．1硅藻土的改性能性更强的应用。将甲醛消除剂和净化后的硅藻土按照表1用量混合溶于100mL蒸馏水中，配成悬浮液，在60℃下近年，我国室内甲醛污染严重，但空气净化普磁力搅拌器搅拌1．5h，在1500r／min下离心5min进及率极低，包括离子催化的化学反应、物理吸附技行分离，放人温度为70℃的烘箱内干燥12h，经研术等在内的常见治理

4、室内甲醛污染的空气净化技磨，过150目筛后得到1～7号改性硅藻土。术已有研究，但普遍可操作性差、成本高；各类甲醛表1改性硅藻土实验条件消除剂在市场上亦有出现，但二次污染严重，整体利用情况较差[3-53。目前，对硅藻土吸附甲醛的研究已有报道，但其存在吸附效率低的缺点]。因此，为了实现更高效吸附甲醛的目的，本研究以硅藻土为载体，采用甲醛消除剂对硅藻土进行改性，并将改性后硅藻土作为填料对纸张进行加填，抄造了具有强甲醛吸收性的加填特种纸，亦解决了甲醛消除剂的二次污染问题，有望成为绿色环保的装修材料基材。1．2

5、．2硅藻土形貌及性质测定硅藻土原土和改性后的硅藻土采用日立S一收稿日期：2015—03—263000N扫描电镜观察其表面形貌的变化；采用基金项目：北京林业大学大学生创新．；lJ}练项目(X201410022043)MalvernNano—ZS测定硅藻土原土的平均粒径和Zeta电位。一8—2015年第2期《黑龙江造纸》甲醛的吸收能力进行了测定，结果如图6所示。可以看出随着三种吸附剂的加入使得甲醛浓度开始降低，在初始的1Omin内下降速度最快，而随着时间的延长，从未改性硅藻土吸附曲线可以看出甲醛的浓度逐渐

6、地升高，这说明未改性硅藻土的吸附能力较弱，很快就会达到饱和状态。相比较而言，改性后硅藻土比甲醛消除剂有更好的去除甲醛效果，这主要是由于硅藻土多孔性吸附和甲醛消除剂发挥了协同作用。2．5改性硅藻土加填纸甲醛吸收性能测试把改性后硅藻土作为填料抄入到纸张中，并对图5改性硅藻土红外谱图改性硅藻土加填纸对甲醛吸附性能进行了探讨，结对硅藻原土和改性硅藻土进行了红外谱图测果如图7所示。定，结果如图4、图5所示。从硅藻原土和改性硅+空E捌照(未打Ⅱ驻)+原纸+原抽Ⅱ螬舐藻土红外谱图对比可以看出，硅藻原土的红外谱图主要

7、出现4个强的吸收谱带：3437cm-吸收峰归属于硅藻原土表面oH伸缩振动；在110lcm处不对称强吸收谱带，归属于Si—o反对称伸缩振动；而799cm-吸收带是由Si—O对称伸缩振动造成的；469cm-处尖锐吸收带则是由SiO四面体_

8、中Ⅲ．uv越烂1111100000一Si—O反对称弯曲振动产生的。上述蚰两∞个红∞狮∞舳∞∞加0外光谱结果与非晶SiO。相一致，反映了非晶样品一1O409014019024OSiO四面体基本振动特征[7]。改性硅藻土红外谱时间／min图比较复杂，在3348cm处是由N—

9、H伸缩振动图7原纸与改性硅藻土加填纸甲醛吸附曲线产生；在低波数区段，1681～1630cm源于羰基伸由图7可以看出，普通纸张对甲醛具有一定的缩振动即酰胺I带，1600～1460cm。为酰胺1I带，吸附作用，硅藻土原土加填纸的吸收效果仅略好于源于N—H键面内弯曲振动与部分c—N键伸缩原纸。值得注意的是，硅藻土加填量较少的纸张吸振动的耦合，主要来自N—H键面内弯曲振动。附效果并不好，而改性硅藻土加填较多的加填纸同时，1090cm。是磷酸根的不对称伸缩振动峰，