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助剂焙烧伊利石高效释钾及其反应动力学

硅酸盐学报 2017年第11期45卷 1686-1691页

作者：历新宇姜男哲孟万延边大学理学院吉林延吉133000 延边大学工学院吉林延吉133000

采用助熔剂法对伊利石释钾过程进行研究,探讨了助熔剂种类和用量,焙烧温度和时间,水洗温度和时间以及固液比等条件对释钾率的影响。结果表明:添加氯化钙助剂对伊利石的释钾效果影响显著,最佳实验条件下释钾率为95.84%。动力学分析显示... 详细信息

采用助熔剂法对伊利石释钾过程进行研究,探讨了助熔剂种类和用量,焙烧温度和时间,水洗温度和时间以及固液比等条件对释钾率的影响。结果表明:添加氯化钙助剂对伊利石的释钾效果影响显著,最佳实验条件下释钾率为95.84%。动力学分析显示焙烧过程为Ca^(2+)在伊利石内部扩散所控制,焙烧渣中钾的浸出过程受表面化学反应控制。

关键词：伊利石钾盐焙烧浸出动力学

以天然硅铝质黏土矿物为原料制备沸石分子筛及其应用

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硅酸盐学报 2021年第3期49卷 572-580页

作者：历新宇许景哲姜男哲延边大学理学院化学系吉林延吉133000

沸石分子筛是一种具有规则孔道结构的硅铝酸盐晶体,在气体吸附分离、工业催化、重金属离子污染治理等领域被广泛应用。传统沸石分子筛的水热合成常以含硅、铝的化工产品以及有机模板剂为原料,不仅价格昂贵,且污染环境。因此,开展以天然... 详细信息

沸石分子筛是一种具有规则孔道结构的硅铝酸盐晶体,在气体吸附分离、工业催化、重金属离子污染治理等领域被广泛应用。传统沸石分子筛的水热合成常以含硅、铝的化工产品以及有机模板剂为原料,不仅价格昂贵,且污染环境。因此,开展以天然黏土为原料绿色合成沸石分子筛的相关研究,将廉价的天然黏土资源转化成高附加值的化工产品,具有重要的研究意义与经济效益。从天然黏土活化工艺、黏土基沸石合成工艺技术及相关机理等方面介绍了黏土基沸石分子筛的研究进展,重点综述了黏土基沸石分子筛作为工业固体酸催化剂、气体吸附分离反应器及重金属吸附剂的应用,并对黏土基沸石分子筛的未来发展趋势进行了展望。

关键词：天然黏土活化工艺沸石分子筛绿色合成应用

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天然矿物伊利石为原料提钾研究

天然矿物伊利石为原料提钾研究

作者：历新宇延边大学

学位级别：硕士

伊利石是一种富钾的2:1型层状硅铝酸盐矿物,是地表沉积岩中最具代表性的黏土矿物之一,在陶瓷工业、造纸工业、钾肥制造工业、建筑以及精细化工等国民基础领域被广泛应用。近年来,由于黏土矿物的开发技术不断革新进步,伊利石矿物资源的... 详细信息

伊利石是一种富钾的2:1型层状硅铝酸盐矿物,是地表沉积岩中最具代表性的黏土矿物之一,在陶瓷工业、造纸工业、钾肥制造工业、建筑以及精细化工等国民基础领域被广泛应用。近年来,由于黏土矿物的开发技术不断革新进步,伊利石矿物资源的应用范围也不断地被拓展。吉林省延边朝鲜族自治州某伊利石矿脉资源储量丰富,但因其矿脉中伊利石的纯度较低、且国内高附加值利用工艺较少。因此,如何令本地区丰富的伊利石资源转化为高附加值工业产品成为重点研究问题。有鉴于此,本文基于伊利石富钾的性质,设计了一系列提钾方案,通过正交实验,单因素优化实验等手段,最终达到低能耗,高效率的提取伊利石中蕴含丰富的钾资源。与此同时,也对不同提钾方法下伊利石中钾离子的提取过程进行了动力学分析。为了高效提取伊利石中丰富的钾资源,本文分别采用高温熔盐离子交换法、水热酸浸法和微波辅助酸浸法等三种方法对伊利石提钾工艺进行了研究,以XRD、XRF、SEM、BET以及沉降式粒径分布仪等手段对反应前后物料的组分、结构、形貌等物化性质进行了系统的表征。通过研究原料在不同释钾工艺条件下组分及结构的变化,从动力学角度揭示了伊利石中钾元素的溶出过程,获得了如下结论:(1)以氯化钙为助熔剂,采用高温熔盐工艺对吉林省延边朝鲜族自治州某地伊利石中钾离子交换规律进行研究,实现在高温状态下固态熔盐对伊利石中钾元素的离子交换,进而达到伊利石高效释钾的目的。通过探究实验中各影响条件对伊利石释钾率的影响。以X射线衍射(XRD)和X射线荧光衍射仪(XRF)等手段对反应前后物料的组分、结构和形貌进行表征。结果表明,添加氯化钙助剂对伊利石的释钾效果影响显著,最佳实验条件下释钾率为95.84%。动力学分析显示焙烧过程为Ca2+在伊利石内部扩散所控制,焙烧渣中钾的浸出过程受表面化学反应控制。(2)为避免因高温反应而带来的高能耗问题,以盐酸为刻蚀剂,采用水热酸浸工艺对伊利石中铝、钾元素的溶出规律进行研究。在正交实验的基础上,通过改变实验条件,考察了盐酸浓度、浸出时间、浸出温度及固液比因素对伊利石中铝、钾元素的溶出率影响。用X射线衍射(XRD)和X射线荧光衍射仪(XRF)对反应前后伊利石的组分、结构和形貌进行表征。结果表明,试验实现了伊利石中铝、钾元素的同步溶出;最佳试验条件下铝、钾溶出率分别为96.07%、93.89%。通过对溶出过程中的溶出率进行动力学拟合,发现伊利石中铝、钾元素的溶出过程符合缩芯模型,证明出低温状态下离子溶出过程受流体膜控制,高温状态下离子溶出过程受表面化学反应控制。(3)为进一步降低伊伊利石提钾所需的反应时间,增加工艺效率。以微波辐照加热替代传统加热方法,利用盐酸为刻蚀剂,采用酸浸水热工艺对伊利石中钾的溶出规律进行研究,并对酸浸产物进行了细致的表征。通过正交试验前期摸索,细化条件,考察了盐酸浓度、浸出时间、浸出温度及固液比因素对伊利石中铝和钾溶出率的影响。用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线荧光衍射仪(XRF)及N2脱附-吸附仪器(BET)对反应前后伊利石的组分、结构、形貌以及比表面积,孔径分布等进行表征。结果表明,微波酸浸30 min,K+溶出率为92.44%;实验结果证实酸浸产物为介孔氧化硅材料,其纯度高达95.65%,比表面积和平均孔径分别为114 m2/g和32 nm;经动力学分析,微波辅助酸浸伊利石提钾过程符合核收缩反应模型,钾溶过程主要受化学反应速率控制。

关键词：伊利石钾元素熔盐法水热酸浸微波辅助

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焙烧活化后伊利石酸浸溶出铝钾动力学研究

硅酸盐通报 2018年第4期37卷 1487-1491页

作者：历新宇孟万姜男哲延边大学理学院化学系延吉133000 延边大学工学院延吉133000

采用酸浸水热工艺对吉林省安图县伊利石中铝和钾的溶出规律进行研究。考察了盐酸浓度、浸出时间、浸出温度及固液比因素对伊利石中铝和钾溶出率的影响。结果表明:试验实现了铝,钾的同步溶出;最佳试验条件下铝,钾溶出率分别为96.07%、93.... 详细信息

采用酸浸水热工艺对吉林省安图县伊利石中铝和钾的溶出规律进行研究。考察了盐酸浓度、浸出时间、浸出温度及固液比因素对伊利石中铝和钾溶出率的影响。结果表明:试验实现了铝,钾的同步溶出;最佳试验条件下铝,钾溶出率分别为96.07%、93.89%。对溶出过程进行动力学研究表明,此条件下该溶出过程符合缩芯模型,低温状态下离子溶出过程受流体膜控制,高温状态下离子溶出过程受表面化学反应控制。

关键词：伊利石酸浸水热反应反应动力学

无黏结剂整体式沸石分子筛的制备及其催化应用进展

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石油学报（石油加工） 2021年第5期37卷 1193-1204页

作者：苏重洋历新宇管冬冬尹海涛孙月玲刘萍姜男哲延边大学理学院化学系吉林延吉133002 延边大学工学院吉林延吉133002

为了获得适宜形状和尺寸的分子筛,工业上合成的粉末或颗粒状沸石分子筛一般需要加入黏结剂来制备成整体式结构,但黏结剂的加入会覆盖沸石分子筛活性位点,堵塞部分孔道,甚至引发一系列的副反应。因此,开发具有良好性能的无黏结剂整体式... 详细信息

为了获得适宜形状和尺寸的分子筛,工业上合成的粉末或颗粒状沸石分子筛一般需要加入黏结剂来制备成整体式结构,但黏结剂的加入会覆盖沸石分子筛活性位点,堵塞部分孔道,甚至引发一系列的副反应。因此,开发具有良好性能的无黏结剂整体式沸石分子筛是目前研究的热点方向之一。笔者系统地介绍了无黏结剂整体式沸石分子筛的2种合成方法:直接合成法和黏结剂转化法;以及无黏结剂整体式沸石分子筛的3种成型技术:固载化技术、自成型技术和3D打印技术。概述了无黏结剂整体式沸石分子筛在废气净化、石油化工和生物燃料转化等催化领域的相关应用,并对其未来发展趋势进行了展望。

关键词：无黏结剂整体式沸石分子筛合成方法成型技术催化应用

伊利石/纳米TiO2光催化剂的制备及其降解染料综合实验设计

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实验室研究与探索 2020年第5期39卷 17-20页

作者：历新宇任秀丽孟万姜男哲延边大学理学院吉林延吉133002 延边大学工学院吉林延吉133002 延边大学伊利石黏土矿物应用研究所吉林延吉133002

基于伊利石/纳米TiO2光催化剂的制备、光催化降解染料性能以及产物结构的表征,设计了一个综合研究性实验。该实验考察了反应体系的温度、时间及纳米TiO2负载量对降解亚甲基蓝溶液(MB)效果的影响。运用了X-射线衍射(XRD)、X射线荧光衍射(... 详细信息

基于伊利石/纳米TiO2光催化剂的制备、光催化降解染料性能以及产物结构的表征,设计了一个综合研究性实验。该实验考察了反应体系的温度、时间及纳米TiO2负载量对降解亚甲基蓝溶液(MB)效果的影响。运用了X-射线衍射(XRD)、X射线荧光衍射(XRF)、扫描电镜(SEM)对原料及反应产物进行了表征;利用紫外-可见分光光度计及光催化反应仪评估了其光催化降解的性能。实践证明,该综合实验对提高学生的学习兴趣,培养学生的创新思维,锻炼学生的综合实践能力有较大的积极作用。

关键词：伊利石纳米二氧化钛光催化性能综合实验

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钾长石制取钾盐的研究综述

科技创新导报 2017年第11期14卷 122-123+125页

作者：田珊崔美子历新宇韩顺玉延边大学工学院化工系延吉市环境卫生作业有限公司延边大学理学院化学系

清洁高效利用非水溶性钾资源是解决我国水溶性钾资源短缺的有效途径之一。该文从工艺过程的反应原理、资源消耗、环境相容性和热力学原理等方面,简要陈述了利用钾长石制备钾盐/钾肥的方法。通过比较分析发现离子交换法分解钾长石因反应... 详细信息

清洁高效利用非水溶性钾资源是解决我国水溶性钾资源短缺的有效途径之一。该文从工艺过程的反应原理、资源消耗、环境相容性和热力学原理等方面,简要陈述了利用钾长石制备钾盐/钾肥的方法。通过比较分析发现离子交换法分解钾长石因反应分解彻底、资源利用率高、综合能耗显著降低且环境相容性好,因而具有良好的工业化应用前景。

关键词：钾长石钾盐开发利用

伊利石硅渣蒸汽辅助合成麦羟硅钠石及其对Cu^(2+)的吸附研究

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硅酸盐通报 2021年第1期40卷 194-200,222页

作者：管冬冬历新宇陈爽苏重洋杨思祺姜男哲延边大学理学院化学系延吉133000 延边大学工学院高分子材料与工程系延吉133000

以伊利石硅渣为原料,采用蒸汽辅助转化法(SAC)合成了高产率、高结晶度的纯相麦羟硅钠石(Magadiite)。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察了钠硅比(n(Na_(2)O)/n(SiO_(2)))、晶化温度和晶化时间对合成样品结构及形貌的影响... 详细信息

以伊利石硅渣为原料,采用蒸汽辅助转化法(SAC)合成了高产率、高结晶度的纯相麦羟硅钠石(Magadiite)。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察了钠硅比(n(Na_(2)O)/n(SiO_(2)))、晶化温度和晶化时间对合成样品结构及形貌的影响。结果表明,该体系的初步优化合成条件为钠硅比0.15,晶化温度170℃,晶化时间16 h,样品形貌为玫瑰花形(尺寸约12μm)。对合成的Magadiite进行Cu^(2+)吸附性能测试,探究了吸附剂用量、pH值、吸附时间和Cu^(2+)初始浓度对吸附效果的影响。在吸附剂用量为2 g/L,pH值为5,吸附时间为30 min时,Magadiite对Cu^(2+)的最大吸附量为25.99 mg/g。

关键词：伊利石硅渣蒸汽辅助转化麦羟硅钠石 Cu^(2+) 吸附性能

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化学改性沸石对重金属离子去除的研究进展

硅酸盐通报 2021年第9期40卷 2978-2988页

作者：周娟苹历新宇杨旭韩顺玉孟万姜男哲延边大学理学院化学系延吉133000 延边大学工学院高分子材料与工程系延吉133000

随着工业的不断发展,重金属污染程度日益加深,严重危害人类的健康。近年来,化学改性沸石因具有较大的比表面积和较强的离子交换能力,在重金属离子处理领域被广泛应用。然而,在化学改性过程中,由于使用酸、碱、无机盐、有机试剂等改性剂... 详细信息

随着工业的不断发展,重金属污染程度日益加深,严重危害人类的健康。近年来,化学改性沸石因具有较大的比表面积和较强的离子交换能力,在重金属离子处理领域被广泛应用。然而,在化学改性过程中,由于使用酸、碱、无机盐、有机试剂等改性剂,在能耗、成本以及可持续发展方面仍存在一定弊端。因此,开展沸石化学改性方法的研究,使其简单化、工业化、绿色化,具有重要的研究意义与经济效益。本文从沸石的结构层面介绍了沸石化学改性的方法,分析了磁性沸石和纳米沸石的优异性,总结了改性沸石在去除重金属离子方面的应用,并对其未来发展趋势进行展望。

关键词：化学改性沸石磁性纳米化重金属离子吸附