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托贝莫来石改性及其对亚甲基蓝的吸附性能

硅酸盐学报 2021年第6期49卷 1185-1194页

作者：王志增李通赵秦仪王冬云崔晓昱崔崇南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 浙江中劲环保科技有限公司浙江宁波315105

对托贝莫来石(TOB)进行加热与酸化复合改性,成功制备出比表面积为570 m^(2)/g的酸化改性托贝莫来石(AHTOB),并用X射线衍射、N2吸附-脱附对改性托贝莫来石进行了结构表征和表面积及孔径分析。通过静态吸附实验探讨了3种吸附剂对亚甲基蓝... 详细信息

对托贝莫来石(TOB)进行加热与酸化复合改性,成功制备出比表面积为570 m^(2)/g的酸化改性托贝莫来石(AHTOB),并用X射线衍射、N2吸附-脱附对改性托贝莫来石进行了结构表征和表面积及孔径分析。通过静态吸附实验探讨了3种吸附剂对亚甲基蓝溶液(MB)的吸附性能,分析改性TOB对MB的吸附机制。考察了不同吸附剂及其加入量、溶液p H值、MB初始浓度、吸附时间及温度对吸附行为的影响,研究了AHTOB对MB溶液吸附的热力学和动力学行为。结果表明:对50 m L,浓度为10 mg/L的MB进行吸附,未改性TOB、热改性HTOB以及酸化改性AHTOB对MB的吸附率分别达到50、53.72%和97.35%。对于不同初始浓度的MB,TOB和HTOB的最大吸附量可达102.36 mg/g和113.80 mg/g,AHTOB的吸附量达到248.01 mg/g,经过加热与酸化复合改性的AHTOB对MB的吸附效率有了明显的提升,得到了吸附MB溶液的最佳外界条件:p H值为5~7,震荡时间为30 min,温度为20~25℃。

关键词：托贝莫来石亚甲基蓝废水改性吸附

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托贝莫来石晶体结构、热行为与合成研究现状

硅酸盐学报 2020年第10期48卷 1536-1551页

作者：赵秦仪王志增许欣崔崇张士华丁锡锋南京理工大学材料科学与工程学院南京210094

对托贝莫来石的结构研究现状进行了综述,重点整理了托贝莫来石(TOB)各同质异像体的结构和热行为。归纳总结了TOB合成过程中,合成条件对TOB形成过程的影响机制,并分析了合成条件在控制TOB形成特定同质异像体时的作用与机理,提出了未来TO... 详细信息

对托贝莫来石的结构研究现状进行了综述,重点整理了托贝莫来石(TOB)各同质异像体的结构和热行为。归纳总结了TOB合成过程中,合成条件对TOB形成过程的影响机制,并分析了合成条件在控制TOB形成特定同质异像体时的作用与机理,提出了未来TOB相关的研究方向。

关键词：托贝莫来石同质异像体结构热行为合成机理

钾长石在碱性条件下的蚀变机制及其蚀变产物托贝莫来石的纳米结构研究

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岩石学报 2020年第9期36卷 2834-2844页

作者：翟媛媛曾庆栋 HELLMANN Roland 刘善科刘建明南景博中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院地球科学研究院北京100029 中国科学院大学北京100049 CNRS and Universite Grenoble Alpes ISTerreGrenoble 38058 中国科学院深海科学与工程研究所深海地质与地球化学研究室三亚572000

钾长石在碱性流体蚀变过程中会形成层状铝硅酸盐等矿物,前人对其反应机制和反应产物进行了研究,但缺乏微观尺度尤其是纳米尺度的探讨。因此,作者对钾长石在极端碱性条件下(190℃,24h,初始p H=12.4)的蚀变机制及其蚀变产物层状硅酸盐托... 详细信息

钾长石在碱性流体蚀变过程中会形成层状铝硅酸盐等矿物,前人对其反应机制和反应产物进行了研究,但缺乏微观尺度尤其是纳米尺度的探讨。因此,作者对钾长石在极端碱性条件下(190℃,24h,初始p H=12.4)的蚀变机制及其蚀变产物层状硅酸盐托贝莫来石的显微结构开展了纳米尺度的研究。X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、能量色散光谱等观测结果显示,钾长石在碱性条件下水热蚀变所得到的产物主要为托贝莫来石、水钙铝榴石和方解石。高分辨率的透射电镜结果表明,在钾长石与次生矿物相的界面形成了纳米级的多孔非晶质层,且在空间上表现出结构的不连续性。界面溶解-再沉淀(CIDR)机制很好地解释了钾长石与次生矿物相界面的空间不连续性和非晶质层的形成。对蚀变产物中纤维状的托贝莫来石晶体进行显微结构表征,结果表明托贝莫来石的孔隙直径为0~160nm,平均孔径约为40nm;其构成的纳米孔隙和通道有利于增加周围流体中离子和气体的溶解度,并可能会影响局部化学平衡。这为层状铝硅酸盐作为自然界以及工业吸附材料和催化剂的更广泛应用提供了重要依据。

关键词：钾长石界面溶解-再沉淀非晶质层托贝莫来石纳米孔隙

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硅酸钠溶液合成托贝莫来石晶须

硅酸盐学报 2012年第12期40卷 1721-1727页

作者：李光辉张吉清罗骏陈浩远曾精华姜涛中南大学资源加工与生物工程学院长沙410000

以硅酸钠为硅质原料,研究了动态水热法合成托贝莫来石的条件及其对产物纯度和形貌的影响。结果表明:硅酸钠和石灰乳直接反应合成的产物主要为针钠钙石;而在苛性碱溶液中反应时,针钠钙石向生成托贝莫来石的方向转化,随苛性碱浓度提高,托... 详细信息

以硅酸钠为硅质原料,研究了动态水热法合成托贝莫来石的条件及其对产物纯度和形貌的影响。结果表明:硅酸钠和石灰乳直接反应合成的产物主要为针钠钙石;而在苛性碱溶液中反应时,针钠钙石向生成托贝莫来石的方向转化,随苛性碱浓度提高,托贝莫来石生成量增加;加入铝离子且其含量达到钙铝摩尔比为5时,可获得纯的1.1 nm托贝莫来石;溶液中的氯离子可促进晶须生长,当钙氯摩尔比为5时,托贝莫来石晶须的长度为2～13μm,直径为0.2～0.5μm。在优化的合成条件下,以实际含硅碱液为原料,合成出长度为2～10μm、直径为0.2～1.0μm的托贝莫来石晶须。在合成托贝莫来石过程中,苛性碱改变了水化硅酸钙的生成环境,铝离子使硅氧四面体双链无法形成而得到四面体单链,最终合成出纯的1.1 nm托贝莫来石;而氯离子所产生的盐效应促进了托贝莫来石结晶长大,有助于制备组分单一、结晶晶面完整的托贝莫来石晶须。

关键词：硅酸钠托贝莫来石晶须水热合成法

粉煤灰基介孔铝取代托贝莫来石去除水中Cd^(2+)

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中国环境科学 2023年第4期43卷 1663-1671页

作者：徐霖浩郑博英杨龙生吴代赦汪泽华南昌大学资源与环境学院江西南昌330031 鄱阳湖环境与资源利用教育部重点实验室江西南昌330031 萍乡学院材料与化学工程学院江西萍乡337000

以粉煤灰(FA)为原料水热合成了不同铝硅物质的量比(Al/Si)的介孔铝取代托贝莫来石(TFA).采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、场发射环境扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径分析仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对FA及制备的TFA... 详细信息

以粉煤灰(FA)为原料水热合成了不同铝硅物质的量比(Al/Si)的介孔铝取代托贝莫来石(TFA).采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射仪(XRD)、场发射环境扫描电子显微镜(SEM)、比表面孔径分析仪和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对FA及制备的TFA的理化性质进行表征.结果表明,TFA1(Al/Si=0.4)的比表面积、孔隙体积和平均孔径分别为74.30m^(2)/g、0.4495cm^(3)/g和24.20nm,TFA2(Al/Si=0.1)的分别为99.48m^(2)/g、0.5218cm^(3)/g和20.98nm,均远高于FA的1.77m^(2)/g、0.004338cm^(3)/g和***、TFA1和TFA2对Cd^(2+)的吸附动力学数据更加符合伪二级动力学模型.Langmuir等温线模型可以更好地描述Cd^(2+)的吸附等温线,TFA1对Cd^(2+)的饱和吸附量为205.76mg/g,远高于FA和TFA2的94.58mg/g和107.30mg/g.采用XRD、SEM-X射线能量色散谱仪和FTIR分析了TFA对Cd^(2+)的去除机理.结果表明TFA的介孔结构、大量的-OH、Ca^(2+)与Cd^(2+)的离子交换,以及CdCO_(3)和Cd(OH)_(2)的沉淀对Cd^(2+)的去除起着重要作用.本文表明TFA可以应用为一种高效又廉价的Cd^(2+)吸附剂,为FA的资源化利用和含Cd^(2+)等重金属离子废水的处理提供了一种潜在的应用方法.

关键词：粉煤灰托贝莫来石吸附 Cd^(2+)

基于2种典型固废制备托贝莫来石及其对Cd^(2+)的吸附性能

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煤炭学报 2023年第8期48卷 3289-3299页

作者：叶鸣雨邹晶晶陈大野宋永红孙一平郭春彬辽宁工程技术大学环境科学与工程学院辽宁阜新123000 中煤科工集团北京土地整治与生态修复科技研究院有限公司北京100013 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院辽宁阜新123000

以2种典型固体废弃物粉煤灰提铝酸渣和造纸白泥为原料,采用一步水热法制备托贝莫来石,并用于吸附Cd^(2+)实验。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、全自动比表面及孔隙分析仪和差示扫描量热同步热分析仪等表征手段... 详细信息

以2种典型固体废弃物粉煤灰提铝酸渣和造纸白泥为原料,采用一步水热法制备托贝莫来石,并用于吸附Cd^(2+)实验。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、全自动比表面及孔隙分析仪和差示扫描量热同步热分析仪等表征手段,阐明了托贝莫来石形成机理以及对Cd^(2+)的吸附机制。结果表明:当Ca/Si摩尔比为0.8、水热时间6 h、温度180℃、NaOH加入量为2.5%~5.0%时可制备出比表面积80.956 m^(2)/g、总孔容为0.218 cm^(3)/g、孔径为1.21 nm、相对结晶度为97%、以短纤维为主,且在650℃以下具有较好热稳定性的托贝莫来石,其形成过程可分为4个步骤:造纸白泥中氧化钙转变成氢氧化钙和粉煤灰提铝酸渣非晶态二氧化硅转变成硅酸钠,氢氧化钙与硅酸钠溶液形成的凝胶块体材料,托贝莫来石晶须形成,晶须逐渐剥落并不断劈裂并长大形成托贝莫来石纤维状材料。将制备的托贝莫来石吸附Cd^(2+),结果表明:当托贝莫来石添加量为2.5 g/L、含Cd^(2+)废水pH=3、Cd^(2+)质量浓度为100 mg/L时,托贝莫来石对Cd^(2+)去除率达99.99%;托贝莫来石吸附Cd^(2+)符合准二级动力学方程和Langmuir模型,由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,以化学吸附为主,是单层吸附。研究结果表明利用粉煤灰提铝酸渣和造纸白泥制备的托贝莫来石对Cd^(2+)具有良好的吸附效果,实现了2种不同行业典型固废资源的协同综合利用,为处理含Cd^(2+)等重金属离子废水提供一种潜在方法。

关键词：粉煤灰提铝酸渣造纸白泥托贝莫来石吸附重金属

水热合成粉煤灰基铝掺杂托贝莫来石的微观结构

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材料研究学报 2018年第7期32卷 513-517页

作者：郭晓潞孟凡杰同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学材料科学与工程学院上海201804

以纯试剂水热合成的铝掺杂托贝莫来石为参照,对比研究了水热合成粉煤灰基铝掺杂托贝莫来石的微观结构。结果表明:铝掺杂托贝莫来石在(002)晶面的晶面间距为1.156 nm,大于理想托贝莫来石的对应间距,并且相应Ca/(Si+Al)的比值增大而Si的... 详细信息

以纯试剂水热合成的铝掺杂托贝莫来石为参照,对比研究了水热合成粉煤灰基铝掺杂托贝莫来石的微观结构。结果表明:铝掺杂托贝莫来石在(002)晶面的晶面间距为1.156 nm,大于理想托贝莫来石的对应间距,并且相应Ca/(Si+Al)的比值增大而Si的含量降低,说明Al参与了托贝莫来石结构的重建,未参与重建的Al存在于结构层间;相比于纯试剂合成的水热产物,粉煤灰基铝掺杂托贝莫来石Si-O(Q1)弯曲振动的特征峰和SiO-Si弯曲振动的特征峰发生了蓝移,硅氧四面体链较短,聚合度较差;纯试剂合成的水热产物其微观形貌呈薄箔状形态,而粉煤灰基托贝莫来石的微观形貌为纤维状和片状缠绕而成的球状颗粒。

关键词：无机非金属材料粉煤灰纯试剂水热合成托贝莫来石铝掺杂微观结构

725℃煅烧后托贝莫来石的结构和表面形貌变化(英文)

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硅酸盐学报 2015年第2期43卷 237-240页

作者：胡彪崔崇崔晓昱秦娟马海龙南京理工大学材料科学与工程学院南京210094 宁夏大学民族预科教育学院银川750021

利用微米尺度、无定形二氧化硅与氧化钙制备层间距d(002)为1.13 nm的托贝莫来石,研究了托贝莫来石高温煅烧过程中的结构变化和在725℃时的微结构变化规律。结果表明:725℃煅烧2 h后,部分托贝莫来石形成类单斜链状的硅灰石结构(结晶态)... 详细信息

利用微米尺度、无定形二氧化硅与氧化钙制备层间距d(002)为1.13 nm的托贝莫来石,研究了托贝莫来石高温煅烧过程中的结构变化和在725℃时的微结构变化规律。结果表明:725℃煅烧2 h后,部分托贝莫来石形成类单斜链状的硅灰石结构(结晶态)和脱羟基托贝莫来石(无定形态);这种无定型的亚稳状态结构的外貌和托贝莫来石的晶体外貌相似,都是针状、片状的晶体,和大量由片状与针状堆积形成的颗粒状结构;在725℃煅烧温度下,部分微米、亚微米尺度的托贝莫来石转变为单斜链状的硅灰石结构。

关键词：托贝莫来石脱羟基托贝莫来石单斜链状硅灰石煅烧

粉煤灰动态水热合成纳米复合托贝莫来石晶须及其表征

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过程工程学报 2014年第3期14卷 487-492页

作者：吕松青马淑花郭曦尧郑诗礼郭奋北京化工大学化学工程学院北京100029 中国科学院过程工程研究所湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室北京100190 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

以山西某地普通粉煤灰为原料,采用动态水热法合成纳米复合托贝莫来石晶须,考察了CaO/SiO2摩尔比、反应温度、液固比、反应时间的影响.结果表明,以预活化的普通粉煤灰为原料,控制CaO/SiO2摩尔比为1.0、液固比为25 mL/g,在220℃下水热反应... 详细信息

以山西某地普通粉煤灰为原料,采用动态水热法合成纳米复合托贝莫来石晶须,考察了CaO/SiO2摩尔比、反应温度、液固比、反应时间的影响.结果表明,以预活化的普通粉煤灰为原料,控制CaO/SiO2摩尔比为1.0、液固比为25 mL/g,在220℃下水热反应10 h,可制备出晶须长/径比大于20的纳米复合托贝莫来石晶须,优化条件下晶须可相互缠绕成中空球形颗粒,纯度达80%以上.

关键词：托贝莫来石晶须粉煤灰动态水热法