煤系高岭土基复合材料的制备ppt课件.ppt

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1、煤系高岭土基复合吸附材料的制备及其性能研究报告人：李新梅指导教师：吴哈申副教授长山教授专业：无机化学1论文结构结论介孔TiO2/γ-Fe2O3-煤系高岭土复合物的制备及其对刚果红的吸附介孔TiO2/煤系高岭土复合物的制备及其对刚果红的吸附γ-Fe2O3/煤系高岭土复合物的制备及其对次甲基蓝的吸附绪论煤系高岭土的酸改性及其对次甲基蓝的吸附21绪论随着印染工业与染料生产行业的快速发展，大量的染料废水排入天然水体中，使得有限的水资源受到日益严重的污染。染料废水因其成分复杂、颜色深、生物降解难等特点，已成为目前我国最难处理的工业废水之

2、一。研究表明吸附法是污水净化处理的可行方法，且探寻廉价易得的吸附材料是吸附法应用的关键。研究背景与意义31绪论研究背景与意义γ-Fe2O3具有磁性强、无毒、价廉、无污染等优点，在吸附领域有广泛的应用。介孔TiO2因其比表面积大、表面能高、孔道结构发达、物化性能良好，在吸附方面有广泛的应用，已成为重要的环保材料。但由于TiO2的储量有限，其供应已成为当今世界资源方面的问题。因此，通过适当的处理以及将TiO2粉体负载于基体上制备复合颗粒是节约TiO2的有效方法。另外，介孔TiO2有生产成本高，颗粒粒度极小而难分离、难回收的缺点。因

3、此，以磁性材料为载体，用介孔TiO2作为活性物质制备复合材料，采用工艺简单、经济、高效的磁分离技术进行分离是克服介孔TiO2缺点的有效途径。41绪论研究背景与意义煤系高岭土因其独特的层状结构、丰富的表面硅氧基团以及强的离子交换能力而具有良好的吸附性能和反应活性。为了发挥和利用内蒙古自治区资源优势，扩大煤系高岭土的应用范围，本研究以廉价易得内蒙煤系高岭土为原料，采用酸改性法对其进行活化处理制备高比表面积吸附材料。51绪论研究背景与意义以改性煤系高岭土为载体制备了γ-Fe2O3/煤系高岭土磁性复合材料、介孔TiO2/煤系高岭土复合

4、材料，并以γ-Fe2O3/煤系高岭土为磁性载体制备了介孔TiO2/γ-Fe2O3-煤系高岭土磁性复合材料，并对复合材料的吸附性能进行了研究。为有效利用废弃煤系高岭土资源，开发廉价、高效的吸附材料提供了理论基础；实现了以废治废，具有重要的实际意义。6煤系高岭土是由多种矿物质、水等无机质及少量的有机质组成的非金属矿物，其化学组成除Al2O3、SiO2和C主要成分外，还含有少量的Fe2O3、Na2O、K2O、CaO、MgO等氧化物，以及微量的钛、钒、钴、镓等稀有元素。煤系高岭土的主要矿物组分是高岭石、蒙脱石、伊利石、方解石、勃母石等

5、，其中高岭石为煤系高岭土的主要有用矿物成分。高岭石的理想化学式为Al4Si4O10(OH)8，通常写为2SiO2·2Al2O3·2H2O。1绪论煤系高岭土的组成7高岭石的晶体结构1绪论81绪论煤系高岭土的改性改性煅烧包覆改性有机改性酸改性碱改性煅烧使煤系高岭土脱去其铝氧八面体中的OH基团，使高岭石中Al原子的配位数由6变成4或5，形成高活性的无定形、非晶态物质偏高岭石，煅烧过程经历如下阶段：2SiO2·Al2O3·2H2O(高岭石)Al2O3·2SiO2(偏高岭石)+2H2O煅烧后形成的活性四面体Al具有酸反应活性，致使其极易

6、与酸性物质进行酸浸反应。与酸反应过程中Al2O3及杂质Fe2O3等的浸出使煅烧煤系高岭土颗粒表面形成较多孔隙，从而达到改变其比表面积的目的92煤系高岭土的酸改性及其对次甲基蓝的吸附改性方法球磨(m水：m料=3：1)烘干研磨不同温度下煅烧与一定浓度的盐酸混合90℃恒温水浴回流一段时间离心分离二次水洗涤50℃烘干破碎10煤系高岭土的差热-热重曲线吸附水结构水(偏高岭石)晶相转变2煤系高岭土的酸改性及其对次甲基蓝的吸附112煤系高岭土的酸改性及其对次甲基蓝的吸附改性工艺的确定煅烧温度、煅烧时间、酸的浓度、酸浸时间及用量对煤系高岭土比

7、表面积的影响煅烧温度800℃，煅烧时间8h，盐酸与煅烧煤系高岭土投料比6mL/g，盐酸浓度6mol/L，反应时间4h酸改性煤系高岭土的比表面积最大：465m2/g122煤系高岭土的酸改性及其对次甲基蓝的吸附样品比表面积(m2/g)原矿煤系高岭土25800℃煅烧高岭土27酸改性煤系高岭土465样品的比表面积2SiO2·Al2O3·2H2OAl2O3·2SiO2+2H2O以及有机物的燃烧脱除Al2O3·2SiO2+6HCl=2AlCl3+2SiO2+3H2OFe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2OTiO2+4HCl=TiCl4

8、+2H2O132煤系高岭土的酸改性及其对次甲基蓝的吸附煤系高岭土的XRD图12.61°20.56°21.55°25.17°35.28°2θ=(a)原矿煤系高岭土；(b)酸处理原矿煤系高岭土；(c)800℃煅烧煤系高岭土；(d)酸改性煅烧煤系高岭土142煤系高岭土的酸改性及其对