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高比表面针铁矿制备及其对氟的吸附特性研究

高比表面针铁矿制备及其对氟的吸附特性研究

作者：龙伟中南大学

学位级别：硕士

有色冶金领域含氟废水来源广、成分复杂,废水中氟的深度及高效脱除是我国诸多冶金企业普遍面临的难题。吸附法操作简单、对环境无污染,广泛应用于湿法冶金含氟废水的治理,但迄今仍存在吸附容量低、处理周期长、吸附剂价格昂贵以及性能... 详细信息

有色冶金领域含氟废水来源广、成分复杂,废水中氟的深度及高效脱除是我国诸多冶金企业普遍面临的难题。吸附法操作简单、对环境无污染,广泛应用于湿法冶金含氟废水的治理,但迄今仍存在吸附容量低、处理周期长、吸附剂价格昂贵以及性能衰减迅速等问题。因此,开发一种高效经济的氟吸附剂材料,是湿法冶金废水除氟领域目前急需突破的瓶颈。本课题针对湿法冶金领域典型含氟废水,制备了一种比表面积大、吸附氟能力强、重复利用性好的高比表面针铁矿吸附剂,考察了该吸附剂对F的吸附效果和作用机制,主要研究内容和研究成果如下:(1)采用剪切强化法制备了高比表面针铁矿吸附剂材料,通过现代表征手段对制备的针铁矿的微观结构和物理化学性质进行了分析。结果表明,剪切强化制备的针铁矿结晶度低且粒径尺寸小,分散均匀,呈典型针状形貌。在Fe浓度15 g/L、温度80℃、溶液pH 3.0、反应时间1.5 h、剪切速度6000 rpm、PVP浓度0.2 g/L的最优条件下,针铁矿的比表面积为206.91 m/g,内部存在介孔结构,其表面等电点pH为8.35。(2)对制备的高比表面针铁矿F吸附性能进行了研究,首先以NaF模拟溶液为对象,通过单因素试验法探究了各因素对针铁矿F吸附效果的影响。结果表明,在初始溶液pH 4.0、温度25℃、针铁矿用量10 g/L的条件下处理初始F浓度为100 mg/L的溶液2 h,F吸附率为92.2%、吸附容量为9.22 mg/g。溶液中共存阴离子NO和Cl对针铁矿吸附F的影响不显著,而SO通过竞争作用抑制针铁矿对F的吸附。在此基础上,验证了高比表面针铁矿对于湿法炼锌氧化锌烟尘脱氟碱洗液的吸附适用性,经两次吸附处理后该溶液中氟浓度由203.56 mg/L降至2.35 mg/L。解吸试验表明以Na OH为解吸剂,pH为14时,载氟针铁矿解吸率94.88%。(3)开展了高比表面针铁矿F吸附热力学研究,结果表明针铁矿F吸附等温线遵循Langmuir模型,根据模型预测该针铁矿对F的最大吸附容量为43.01 mg/g。针铁矿F吸附是一个自发的(ΔG0)、熵增的(ΔS>0)过程,提升温度有利于氟的吸附,但吸附过程受温度的影响较小。(4)吸附过程动力学研究表明,不同温度、初始溶液pH以及不同初始F浓度下,针铁矿对F的吸附符合准二级动力学模型特征,其速率控制步骤为与针铁矿表面特性吸附相关的化学反应,吸附反应表观活化能为15.14 kJ/mol,频率因数为28.22。图41幅,表16个,参考文献138篇

关键词：剪切强化高比表面针铁矿吸附氟

高比表面大中孔拟薄水铝石和γ-Al_2O_3的制备研究

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化学进展 2007年第9期19卷 1322-1330页

作者：蔡卫权余小锋武汉理工大学化学工程学院武汉430070 汉江集团郧县丰源电化制造有限公司郧县442500

大中孔γ-Al2O3作为重要的催化剂载体、吸附剂和分离材料,尤其对重油和渣油转化催化剂的研制具有十分重要的意义,但传统大中孔-γAl2O3的制备方法往往以牺牲其比表面积为代价。本文分别从控制拟薄水铝石的析出过程和后处理方法以及添加... 详细信息

大中孔γ-Al2O3作为重要的催化剂载体、吸附剂和分离材料,尤其对重油和渣油转化催化剂的研制具有十分重要的意义,但传统大中孔-γAl2O3的制备方法往往以牺牲其比表面积为代价。本文分别从控制拟薄水铝石的析出过程和后处理方法以及添加扩孔剂、助烧结剂扩孔等角度出发,评述了近年来国内外高比表面大中孔γ-Al2O3及其前驱物拟薄水铝石的制备方法和扩孔机制。这些方法包括pH摆动法、有机溶剂合成法、表面活性剂组装法、微波加热法、水热处理法、有机溶剂置换法、非常规干燥法和扩孔剂或助烧结剂扩孔法等。最后,还对高比表面大中孔拟薄水铝石和γ-Al2O3制备方法的发展趋势进行了展望。

关键词：拟薄水铝石 γ-Al2O3 大孔容高比表面制备

高比表面SiC的合成及其在CO氧化反应中的应用

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物理化学学报 2008年第1期24卷 171-175页

作者：詹瑛瑛蔡国辉郑勇沈小女郑瑛魏可镁福州大学化肥催化剂国家工程研究中心福州350002 福建师范大学化学与材料学院福州350007

采用蔗糖为碳源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,分别以草酸、硝酸铁、硝酸镍为催化剂,用溶胶-凝胶法制备碳化硅前驱体,考察了制备过程中催化剂的种类以及反应温度和时间对凝胶形成的影响.发现以硝酸铁为催化剂最有利于凝胶的形成,碳/硅物质的... 详细信息

采用蔗糖为碳源,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,分别以草酸、硝酸铁、硝酸镍为催化剂,用溶胶-凝胶法制备碳化硅前驱体,考察了制备过程中催化剂的种类以及反应温度和时间对凝胶形成的影响.发现以硝酸铁为催化剂最有利于凝胶的形成,碳/硅物质的量比为4的前驱体在氩气气氛1350℃下加热10h,碳热还原反应趋于完成.以该条件下合成的多孔碳化硅(比表面积133m2·g-1)作为催化剂载体,通过等量浸渍法获得Pt/SiC催化剂,将其应用于一氧化碳氧化的模型反应中.研究结果表明该催化剂有较好的催化活性和稳定性.引入镍助剂的PtNi/SiC催化剂能进一步提高一氧化碳催化氧化反应的活性.

关键词：溶胶-凝胶碳化硅高比表面 CO氧化载体

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高比表面超细铈锆钡粉体的制备

无机材料学报 2004年第3期19卷 661-665页

作者：陈敏张培壮黄志彬郑小明浙江大学化学系杭州310028

采用聚合物前驱体法制备了超细Ce-Zr-Ba复合氧化物粉体,用XRD、TEM、BET和TG-DTA技术研究了合成的粉体的组成结构,晶粒大小、比表面和孔分布情况.结果表明,该粉体平均粒径<50nm,经600℃焙烧4h后该粉体的比表面为118.6m^2/g,经800℃高温... 详细信息

采用聚合物前驱体法制备了超细Ce-Zr-Ba复合氧化物粉体,用XRD、TEM、BET和TG-DTA技术研究了合成的粉体的组成结构,晶粒大小、比表面和孔分布情况.结果表明,该粉体平均粒径比表面为118.6m^2/g,经800℃高温焙烧4h后比表面仍高达87.4m^2/g,经1000℃高温处理后,粉体仍能保持纳米级,且分散性好,由于该粉体的高热稳定性和高比表面性能,可用作汽车尾气三效催化剂的耐高温保护性涂层材料.

关键词：铈锆固溶体超细粉体高比表面耐高温材料

以氯化铵为添加剂制备高比表面六方氮化硼多孔材料及性能研究

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材料工程 2013年第10期41卷 53-56页

作者：袁颂东熊坤胡昆鹏张运华罗意江国栋湖北工业大学化学与化工学院武汉430068 湖北省催化材料2011协同创新中心武汉430068

本研究以廉价易得的硼酸和三聚氰胺为原料,氯化铵为添加剂,通过湿化学法制备前驱体C3N6H6·2H3BO3,再采用高温热解法制得高比表面氮化硼。运用XRD,FT-IR,SEM,TEM,BET对所制备的样品进行表征。结果表明,产品主要为带状形貌、内部多孔的... 详细信息

本研究以廉价易得的硼酸和三聚氰胺为原料,氯化铵为添加剂,通过湿化学法制备前驱体C3N6H6·2H3BO3,再采用高温热解法制得高比表面氮化硼。运用XRD,FT-IR,SEM,TEM,BET对所制备的样品进行表征。结果表明,产品主要为带状形貌、内部多孔的六方氮化硼,比表面积为456.68m2/g,平均孔径为3.8303nm,总孔容为0.4373cm3/g。

关键词：氮化硼氯化铵高比表面前驱体多孔材料

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硅酸钠法合成高比表面多孔二氧化硅

高等学校化学学报 1998年第5期19卷 770-773页

作者：刘忠义王莉玮王子忱赵敬哲杨桦赵慕愚赵冬梅黑龙江大学化学系吉林大学化学系秦皇岛药品检验所

以硅酸钠和盐酸为原料，用化学沉淀法制备高比表面多孔ＳｉＯ２，并对其性能进行了研究．结果表明，所合成的ＳｉＯ２比表面积可达１３００ｍ２／ｇ以上，具有蜂窝状的微孔，孔径均匀，而且性能稳定．

关键词：二氧化硅高比表面多孔二氧化硅合成硅酸钠

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高比表面极性吸附树脂的合成及其性能研究

离子交换与吸附 1991年第3期 161-166页

作者：何炳林王林富史作清施荣富冯君谦赵芬芝刘振华普敏莉天津大学材料科学和工程系天津大学材料科学和工程系天津 300071 南开大学高分子化学研究所

本文参照H系列树脂的合成方法,在苯乙烯—二乙烯苯体系中分别加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸或丙烯腈进行共聚,制得了一系列具有高比表面的极性大孔吸附树脂,并考察了这类树脂对某些极性有机物的吸附性能。

关键词：极性吸附树脂高比表面吸附性能离子交换与吸附苯酚石炭酸一元酚氯球吸附时间红外光谱分析电厂化学分析 MAA 后交联平均孔径

高比表面椰壳活性炭和纳米级Pd/C催化剂的制备与表征

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化工新型材料 2011年第11期39卷 132-134页

作者：胡标王向辉谭学梅杨建新海南大学材料化工学院海口570228

以海南椰壳为原料,粉碎、过筛后,采用二步活化法制备活性炭。先500℃下碳化,然后以KOH为活化剂,炭碱质量比1∶2、1∶3、1∶4,炉温分别为700℃、800℃和900℃在氮气保护下活化。在炭碱比1∶4,活化温度800℃时,得到的活性炭比表面积高达32... 详细信息

以海南椰壳为原料,粉碎、过筛后,采用二步活化法制备活性炭。先500℃下碳化,然后以KOH为活化剂,炭碱质量比1∶2、1∶3、1∶4,炉温分别为700℃、800℃和900℃在氮气保护下活化。在炭碱比1∶4,活化温度800℃时,得到的活性炭比表面积高达3275m2/g。将得到的比表面积在1100～3200m2/g活性炭通过PdCl2超声浸渍法,水合肼还原制备纳米级钯炭催化剂,经SA、XRD、TEM等分析,得出比表面积越大,纳米钯粒子在活性炭上的分布越均匀,粒子颗粒越小。

关键词：椰壳活性炭高比表面超声纳米钯

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高比表面改性煤系高岭土吸附次甲基蓝的研究

内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版） 2014年第3期43卷 333-338页

作者：李新梅长山张冬云白孟兰德力格尔吴哈申内蒙古师范大学化学与环境科学学院内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室内蒙古呼和浩特010022

以高比表面改性煤系高岭土为吸附剂,分析了吸附时间、吸附剂用量、pH和染料初始浓度等因素对改性煤系高岭土吸附次甲基蓝染料的影响,并对改性煤系高岭土的再生效果进行了研究.静态吸附结果表明:改性煤系高岭土的用量为0.2g;pH为6.012时... 详细信息

以高比表面改性煤系高岭土为吸附剂,分析了吸附时间、吸附剂用量、pH和染料初始浓度等因素对改性煤系高岭土吸附次甲基蓝染料的影响,并对改性煤系高岭土的再生效果进行了研究.静态吸附结果表明:改性煤系高岭土的用量为0.2g;pH为6.012时,改性煤系高岭土对次甲基蓝有较好的吸附;吸附时间取30min为宜.改性煤系高岭土对次甲基蓝的吸附等温线拟合结果表明,该吸附过程符合Langmuir吸附等温式,属于单分子层吸附,改性煤系高岭土对次甲基蓝的吸附符合拟二级动力学方程.

关键词：改性煤系高岭土高比表面吸附次甲基蓝