收藏本站
《太原理工大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

天然矿物原料超临界水热法快速合成类沸石材料及其脱汞性能

鞠凤龙  
【摘要】:煤矸石是与煤共生的一种较为坚硬、含有少量碳的黑色岩石,是我国目前堆存量最多的工业固体废物之一。大量的煤矸石占用了耕地,且严重污染了自然环境。目前,煤矸石主要用于制造砖、水泥与其它建筑产品或提取化工产品,但存在利用率均不高及产品附加值低的缺点。煤矸石含有大量的高岭石成分。高岭石是层状硅酸盐粘土矿物,是合成沸石分子筛的理想原料之一。沸石分子筛具有离子交换性能、吸附分离性能及催化性能,在环境保护、石油化工、化学工业等领域有着很广泛的应用。利用煤矸石合成沸石分子筛可充分提高煤矸石利用率,产品的经济附加值也很高。目前矿物原料合成沸石分子筛的主要方法有水热合成法、碱溶法、碱熔-水热法、微波合成法和蒸汽相合成法,但以上合成方法操作过程复杂繁琐,合成时间长。超临界水热法具有许多独特的性能:反应在均相的环境中进行、易于溶入多孔的物质中、化学反应速率高。采用超临界水热法合成类沸石分子筛可简化合成过程、极大地缩短反应时间。本文基于超临水的独特性质,以天然矿物原料高岭石和煤矸石为原料,使用超临界水热法合成类沸石。考察碱溶液类型、碱溶液浓度、超临界反应时间和温度对类沸石合成的影响。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TG-DTG)与傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等分析手段,对产物进行测定表征。并通过脱除废水中汞离子的效率来考察合成的类沸石材料的吸附性能。实验结果表明: (1)反应温度为400℃时,高岭石与1mol/L碳酸钠溶液、1mol/L氢氧化钠溶液与2mol/L氢氧化钾溶液在超临界水热条件下,分别成功合成了方钠石、钙霞石与钾霞石这些类沸石材料,产物结晶度很高,粒径分布较均匀。合成类沸石最佳反应时间都为5min,和传统水热合成法相比,反应时间大幅度缩短。 (2)高岭石合成的三种类沸石材料中,钾霞石的脱汞效率最高,吸附性能最好。同时,合成的三种类沸石材料的吸附性能都要高于原料高岭石。 (3)煤矸石在相同的条件下也成功合成了方钠石、钙霞石与钾霞石这些类沸石产物,煤矸石中炭质等杂质对合成类沸石结晶度影响很小。钾霞石具有很好的热稳定性。 (4)煤矸石合成钾霞石产物对汞离子的吸附效率最高,可达到95.71%。煤矸石合成产物中炭质对汞离子具有一定的吸附性能,这使得煤矸石超临界水热合成的产物比高岭石合成产物的吸附效率高。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ424.25;TD849.5

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张泽华;王万绪;杨效益;胡青霞;李永峰;;煤矸石碱熔制备4A沸石[J];日用化学工业;2008年05期
2 钟声亮;张迈生;黄宜祥;;4A分子筛的微波半工业合成[J];材料导报;2007年01期
3 王代芝,赵艳萍,周珊;改性膨润土处理含汞废水研究[J];非金属矿;2004年03期
4 秦华,徐岩;蒸气相中煤矸石自转变合成沸石基吸附剂[J];非金属矿;2005年02期
5 李金树,张春启;微波辐射法合成4A沸石及表征[J];光谱实验室;2001年03期
6 孔德顺;李志;艾德春;吴红;卢香宇;;高铁高砂煤矸石合成4A沸石分子筛[J];光谱实验室;2011年02期
7 苏双青;马鸿文;杨静;刘浩;李歌;;微斜长石粉体水热合成六方钾霞石及其表征(英文)[J];硅酸盐学报;2012年01期
8 黄美荣;王琳;易辉;李新贵;;废水中汞离子去除方法的研究进展[J];化工环保;2007年02期
9 任慧,丁一刚,吴元欣,李定或;超临界流体技术在超微粒子制备中的应用[J];化工进展;2001年09期
10 黄鸣荣;高国玉;何晓弟;;含汞废水处理方法的研究[J];化工设计;2010年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 官长平;严朝晖;;酸浸法提取煤矸石中Al_2O_3优化条件的研究[J];四川有色金属;2011年04期
2 马明广;魏云霞;张媛;吴应琴;郭宏栋;陈慧;;白银斜发沸石的改性及对对硝基苯胺的吸附[J];安徽农业科学;2007年07期
3 张成梁;杜永吉;李美生;吕皎;袁良红;;自燃煤矸石山热能资源及利用[J];安徽农业科学;2008年06期
4 缪应菊;李志;杜琨;连明磊;;改性煤矸石在废水处理中的应用现状[J];安徽农业科学;2012年02期
5 王刚;常青;;新型高分子絮凝剂对水中Hg~(2+)的去除研究[J];安全与环境学报;2012年03期
6 成翠兰;毋伟;沈淑玲;陈建峰;;纳米四氧化三铁吸附水中汞离子的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2008年03期
7 杨润田;王志锋;张海峰;程乐明;毕继诚;;超临界水的应用及其环境中材料腐蚀的研究[J];表面技术;2007年05期
8 唐启祥;;一种天然沸石矿的结构和脱氮性能的试验研究[J];保山师专学报;2008年02期
9 董军,赵勇胜,赵晓波,刘睿,袁懋;PRB技术处理污染地下水的影响因素分析[J];吉林大学学报(地球科学版);2005年02期
10 张慧宁,王德举,唐颐,谢在库,杨为民;低温水热合成超微NaA沸石[J];日用化学工业;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 严建华;崔素萍;王峰;李智丰;张志龄;容构华;王涛;;煤矸石—污泥陶粒的制备及其性能的研究[A];自主创新与持续增长第十一届中国科协年会论文集(2)[C];2009年
2 严建华;崔素萍;王峰;李智丰;张志龄;容构华;王涛;;煤矸石-污泥陶粒的制备及其性能的研究[A];房建材料与绿色建筑[C];2009年
3 邢淑建;臧甲忠;刘冠锋;于海斌;;LSX分子筛的合成及其空分吸附性能[A];第七届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2010年
4 马正先;马云东;马志军;张在美;;阜新地区煤矸石资源综合化利用[A];第十一届全国粉体工程学术会暨相关设备、产品交流会论文集[C];2005年
5 葛晓冬;葛晓阳;王建雅;;超临界水氧化法处理废旧轮胎及燃料油回收方法初探[A];第四届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2005年
6 田家宇;王威;陈忠林;李圭白;;沸石替代石英砂强化生物过滤效能[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年
7 张娜;汪立今;;膨润土在水环境污染治理中的应用及研究进展[A];中国矿物岩石地球化学学会第11届学术年会论文集[C];2007年
8 刘立华;李艳红;刘星;唐安平;令玉林;;氰尿酸基二硫代甲酸盐的合成及其对含铜废水的去除性能[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
9 陈坚;王凯军;;诱导结晶工艺处理重金属废水进展[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
10 宋静宜;傅开道;苏斌;黄启胜;黄江成;张继来;;澜沧江水系底沙重金属含量空间分布及其污染评价[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第五卷)[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 石金明;典型煤种热解气化特性研究[D];华中科技大学;2010年
2 郭红玉;基于水力压裂的煤矿井下瓦斯抽采理论与技术[D];河南理工大学;2011年
3 朱广用;大豆渣的资源化研究—亚临界水解过程及热解过程[D];上海大学;2011年
4 王庆伟;铅锌冶炼烟气洗涤含汞污酸生物制剂法处理新工艺研究[D];中南大学;2011年
5 王德举;多级孔道沸石材料的制备及催化应用研究[D];复旦大学;2011年
6 蒋宝军;生活垃圾渗滤液吸附降解及催化氧化技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
7 刘立恒;褐煤基颗粒活性炭的绿色制备及其变压吸附分离CH_4/N_2的性能研究[D];重庆大学;2011年
8 林德昌;全硅沸石与有机分子相互作用的模拟计算及低硅沸石结晶行为的研究[D];复旦大学;2003年
9 赵东风;炼油污水深度处理及回用新技术研究[D];华中科技大学;2004年
10 高静;胸腺五肽肺部吸入粉雾剂的研制及其药效学研究[D];第二军医大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵亚婔;埃洛石纳米管及其改性产品在废水处理中的应用研究[D];郑州大学;2010年
2 王晶;两巷矸石回填后的影响及作用研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
3 李海洋;双氧水、活性炭、沸石不同组合对污水深度处理的试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 郑思鑫;臭氧/生物沸石处理湘江微污染水试验研究[D];长沙理工大学;2010年
5 鲁统雷;NBT陶瓷粉体的水热合成及其形貌影响因素的研究[D];中国海洋大学;2010年
6 朱中佳;甘草抗肝炎有效部位及其纳米粒的制备[D];武汉理工大学;2010年
7 王慧;改性13X,NaY分子筛和丝光沸石对氯气吸附性能的研究[D];太原理工大学;2011年
8 邱彪;超临界水浸渍法制备炭基负载金属氧化物中温脱硫用吸附剂的研究[D];太原理工大学;2011年
9 左洪芳;连续式超临界水中褐煤/焦化废水共气化制氢研究[D];太原理工大学;2011年
10 曹学静;超临界水氧化法处理焦化废水中挥发酚的研究[D];太原理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冷发光;煤矸石综合利用的研究与应用现状[J];四川建筑科学研究;2000年02期
2 李雪;;粉煤灰和煤矸石充填复垦基础研究[J];现代农业科技;2009年20期
3 ;Dissolution properties of calcined gangue[J];Journal of University of Science and Technology Beijing(English Edition);2006年06期
4 王国庆;孙剑平;吴锋;陈实;;沸石分子筛对甲醛气体吸附性能的研究[J];北京理工大学学报;2006年07期
5 杨效益,张高勇,李秋小,王峰;4A沸石的生产和应用[J];日用化学工业;2003年01期
6 邢娜;王新平;于青;郭新闻;;分子筛对NO和NO_2的吸附性能[J];催化学报;2007年03期
7 王仰东,刘杨,董家禄,须沁华;小晶粒A型分子筛的合成及其晶貌[J];催化学报;1998年06期
8 钟声亮;张迈生;苏锵;;超声波低温快速合成球形4A分子筛[J];材料导报;2005年04期
9 赵朝成,赵东风;超临界水氧化技术处理硝基苯废水研究[J];重庆环境科学;2001年03期
10 陈玉成,胡必琴;玉米芯粉处理含汞废水的研究[J];重庆环境科学;1997年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 段培高;近临界水中腈、酰胺的水解反应研究[D];华东师范大学;2009年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马双忱;粉煤灰合成沸石材料[J];电力情报;1996年03期
2 陈图华;王永慧;;江苏主要宝(玉)石材料的理化性能[J];建材地质;1990年01期
3 任楠,唐颐;多级有序沸石材料的模板法组装[J];石油化工;2005年05期
4 王德举;刘仲能;李学礼;谢在库;;介孔沸石材料[J];化学进展;2008年05期
5 ;科学家合成多种有序介孔沸石材料[J];分析测试学报;2014年08期
6 ;合成有序介孔沸石材料取得突破性成果[J];科学通报;2014年23期
7 孔颖;厉学武;徐红;李晋平;董晋湘;;蒸气相中笼形类沸石材料MTN单晶的合成规律[J];燃料化学学报;2007年05期
8 可克;ΑЦ.伊沙葉夫;Н.Н.若列夫;及Л.К.苦其馬;;陶石材料用於金属切削[J];机械制造;1952年10期
9 王祥林,王立平,卢东红;多功能SHPB装置及水泥石材料的动态性能研究[J];实验力学;1995年02期
10 吴红娥;余锡宾;吴之传;朱贤东;高建纲;;Eu~(3+)-Ce~(3+)共交换13X沸石材料的制备条件及光学性能研究[J];上海师范大学学报(自然科学版);2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵东元;;核-壳结构功能介孔沸石材料的合成及应用[A];第十七届全国分子筛学术大会会议论文集[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;凝石技术让水泥业走进新时代[N];经理日报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 王德举;多级孔道沸石材料的制备及催化应用研究[D];复旦大学;2011年
2 张一成;软模板法合成多级孔道沸石材料及其过程研究[D];华东理工大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 桂花;功能化沸石材料的制备及其吸附性能研究[D];云南民族大学;2013年
2 鞠凤龙;天然矿物原料超临界水热法快速合成类沸石材料及其脱汞性能[D];太原理工大学;2015年
3 王祥生;传统建筑材料表情的当代表达[D];西安建筑科技大学;2012年
4 Idowu Ojeide O.(杜得悟);基于壳聚糖模板剂的多孔性沸石材料的制备与表征[D];南京理工大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026