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焙烧硅藻土表面调控与吸附试验研究开题报告

 2020-02-19 22:25:17  

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.1硅藻土基本概况

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2. 研究的基本内容与方案

2.1 研究内容

2.1.1焙烧硅藻土进行热溶液法改性

润湿焙烧润湿焙烧主要有两种方法,一种方法是无机填料与改性剂及一种有机溶剂(苯、甲苯等)组成的溶液一起加热煮沸,回流反应,然后进行分离、干燥。该方法的主要特点是工艺简单,产品质量稳定,容易控制,改性剂消耗量小。缺点是产品的后处理过程复杂,有机溶剂易造成污染,较难实现规模化生产。另外一种方法是将无机矿物配制成水溶液浆料,可加入水溶性有机溶剂,如醇类或面活性剂等,直接进行反应。该法的主要特点是工艺简单,辅助设备少。

本试验采用将焙烧硅藻土配制成水溶液浆料,加入改性剂,在一定温度下搅拌,直接进行反应的方法。研究改性剂、改性温度、改性时间对焙烧硅藻土吸附性能的影响。

2.1.2 焙烧硅藻土的水热处理

利用水热方法对焙烧硅藻土进行处理,研究水热条件下,焙烧硅藻土表面基团、结构与形貌和吸附性的变化,并确定最佳条件,使得焙烧硅藻土的吸附性能达到有效的恢复。探究水热的使用药剂与用量、温度、水热时长,对焙烧硅藻土的影响。

2.1.3润湿焙烧改性处理

润湿焙烧改性:是指采用水作为溶剂,加入改性剂与无机矿物后,充分混合搅拌,在一定温度下加热的处理方法。主要探究润湿焙烧改性温度、时间对对助熔焙烧硅藻土吸附性能的影响。

2.1.4常温静置改性处理

常温静置改性:指只加入药剂混合均匀后,在常温下密封静置不做其它处理。本试验研究常温静置对于助熔焙烧硅藻土的影响。

2.1.5对比硅藻土与焙烧硅藻土对亚甲基蓝染料的吸附性能差异

以亚甲基蓝染料配成的溶液作为吸附对象,分别用硅藻土原矿与改性焙烧硅藻土吸附亚甲基蓝溶液。通过对比硅藻土原矿与改性焙烧硅藻土对于亚甲基蓝吸附量的差异,比较改性试样的吸附能力与改性效果。

2.1.6硅藻土的表征

通过XRD测试分析、SEM形貌观察测定硅藻经过热溶液法改性、润湿焙烧、水热处理、常温静置改性后,测定其结构与成分的变化,以及其表面形貌的改变。

2.2研究目标

本项目研究目标在于通过探究四种焙烧硅藻土改性时的温度、时间、添加试剂的种类、用量对硅藻土的影响,获得最佳的改性处理焙烧硅藻土的组合以此条件可以制备出具有具有杂质少、白度高、表面光滑、对流体渗流时阻力小又具有更高的比表面积和吸附性的新型硅藻土。对硅藻土在吸附剂更深入方面的应用具有很高的经济效益和社会效益。

2.3拟采用的技术方案

热溶液法改性:按一定比例称取一定质量的药剂与助熔焙烧硅藻土,放入烧杯中。再向烧杯中按固液比1:3加入足量且具有一定温度的去离子水。用玻璃棒快速搅拌均匀,并向烧杯中加入转子。将烧杯放入与所加具有一定温度去离子水的恒温磁力搅拌器中保温搅拌,转子转速为250r/min。搅拌反应一定时间后,待其自然冷却至室温。

水热改性:按一定比例称取一定质量的药剂与助熔焙烧硅藻土,放入坩埚中。再向烧杯中按固液比1:3加入足量去离子水,再用玻璃棒快速搅拌均匀。再将坩埚放入蒸压釜中,在一定温度与压力下,反应一段时间,待其自然冷却至室温。

润湿焙烧改性:按比例分别称取一定质量的助熔焙烧硅藻土与药剂,按固液比1:2,取足量的去离子水与药剂混合均匀,再将该溶液与助熔焙烧硅藻土在坩埚中搅拌均匀。将坩埚放入马弗炉中,在一定温度下保温一定时长后取出样品。

常温静置改性:试验中按一定比例称取一定质量的药剂与助熔焙烧硅藻土,放入瓶中,再向瓶加入去离子水,达到固液比为1:3。用玻璃棒搅拌均匀后,在常温下静置一段时间后取出样品。

分别将四种改性方法改性后的试样取出,用去离子水清洗三次,烘干制样备用。利用XRD测试技术与SEM测试技术,测定其成分与形貌。

再取适量样品与亚甲基蓝溶液混合,在恒温水浴箱中震荡。震荡完成后,用离心机离心,取其上清液,利用分光光度计测定溶液的吸光度,从而测量样品的吸附性。

2.4技术路线图

2.4.1热溶液法改性路线图


焙烧硅藻土


试剂





去离子水




磁力搅拌器



搅拌均匀


洗涤并过滤


烘干


吸附震荡并离心


亚甲基蓝溶液


测吸光度
















2.4.2水热改性技术路线图


焙烧硅藻土


试剂





去离子水




水热釜



搅拌均匀


洗涤并过滤


烘干


吸附震荡并离心


亚甲基蓝溶液


测吸光度












2.4.3润湿焙烧改性技术路线图


焙烧硅藻土


试剂





去离子水




马弗炉



搅拌均匀


洗涤并过滤


烘干


吸附震荡并离心


亚甲基蓝溶液


测吸光度












2.4.4常温静置改性技术路线图


焙烧硅藻土


试剂





去离子水




密封容器



搅拌均匀


洗涤并过滤


烘干


吸附震荡并离心


亚甲基蓝溶液


测吸光度













3. 研究计划与安排

2月20日~3月5日:毕业实习,接收任务书,并搜集要求的部分文献。搜集有关论文主题的英文文献,完成不少于5000字的英文文献翻译。

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4. 参考文献(12篇以上)


[1]王娜, 郑水林.不同焙烧工艺对硅藻土性能的影响研究现状[j].中国非金属矿工业导刊, 2012(3):16-20.

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