利用稻壳制备微孔和介孔分子筛的研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:volcano928812
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
分子筛因其独特的晶体结构、高的表面积、吸附性和催化性等优异性能,被广泛应用于石油化工、环境保护、新材料、生物医药等诸多领域。农业废弃物稻壳是一种廉价易收集的可再生资源,利用稻壳合成分子筛,不仅可以大幅度降低生产成本,而且充分利用废物资源,绿色环保,为稻壳的综合利用以及低成本合成分子筛提供新的思路和途径。本课题以农业废弃物稻壳为原料,对微孔和介孔分子筛的合成、改性及吸附性能进行系统研究。首先采用酸洗工艺对稻壳进行提纯制得稻壳灰(RHA)。以稻壳灰为硅源,采用水热法合成A型、X型微孔分子筛和MCM-41、Al-MCM-41介孔分子筛,并对亚甲基蓝进行吸附。利用XRD、BET、SEM、N2吸附-脱附、FT-IR和TG-DTA等进行性能表征。研究结果表明:以稻壳为原料,经水洗、酸洗、干燥、煅烧等工序,制备出无定型Si O2含量为98.96%、比表面积为196.32 m2·g-1的稻壳灰(RHA),这为合成分子筛提供了优质硅源。以RHA为硅源,采用优化两步法,在晶化温度为93℃,时间为6 h条件下合成出具有立方体结构的A型分子筛。在此条件下,分子筛结晶度高、热稳定性好、Ca2+交换能力达301.62 mg·g-1、比表面积为349.21 m2·g-1、孔容为0.31 cm3·g-1。以RHA为硅源,成功合成出了X型分子筛,并确定最佳工艺参数:n(Si O2)/n(Al2O3)=3.8、n(N a2O)/n(Si O2)=1.4、n(H2O)/n(Na2O)=40,晶化温度为100℃,晶化时间为8 h。在此条件下,合成的X型分子筛为八面体结构,比表面积为385.01m2·g-1,孔容为0.34 cm3·g-1,其热稳定性符合工业应用要求。以RHA为硅源,水热合成介孔MCM-41分子筛的最佳工艺条件为:物料配比n(CTAB):n(Si O2):n(N a OH):n(H2O)=0.3:1:0.3:100,晶化时间48 h,晶化温度100℃。在此条件下,合成的MC M-41具有六方介孔结构,最可几孔径为3.15 nm,比表面积为678.86 m2·g-1,孔容为0.53 cm3·g-1,孔壁厚度为1.52 nm。以Na Al O2为铝源,对介孔分子筛进行改性合成了具有六方介孔结构的Al-MCM-41分子筛,其最佳原料配比为n(CTAB):n(Si O2):n(N a O H):n(H2O):n(Al)=0.3:1:0.3:100:0.04。在此条件下,Al-MC M-41分子筛的孔径为2.84 nm,比表面积为635.73 m2·g-1,孔容为0.45 cm3·g-1,孔壁厚度为2.98 nm。与MCM-41分子筛相比,Al-MCM-41的有序度降低,比表面积、孔容、孔径都小于MCM-41,不过孔壁增厚。MCM-41分子筛的形貌为球状,而Al-MCM-41分子筛为长条状。四种分子筛对亚甲基蓝(MB)均有较好的吸附效果,比较吸附量得:Al-MCM-41>MC M-41>X>A。随MB溶液浓度的增大,分子筛对MB的去除率降低,而吸附量增大。随溶液p H值的增大,分子筛对MB的去除率和吸附量都有所提高。随分子筛用量的增加,去除率先增大后趋于稳定,吸附量逐渐减少。四种分子筛对MB的吸附均可用准二级动力学吸附模型描述,吸附速率由颗粒内扩散和膜扩散共同控制。吸附等温线符合Langmuir等温线模型。A型、X型和MCM-41分子筛对MB主要通过氢键、n-π键以及静电引力进行吸附,Al-MCM-41分子筛对MB的吸附过程中离子交换起主要作用。
其他文献
随着经济全球化进程的加快,国家间进出口贸易的往来日渐频繁,商标词作为企业品牌和形象的代表,在国际市场上的具有越来越重要的地位。本文透过社会符号学翻译理论视角,通过分
目的了解高寒地区老年人群的膳食模式类型并分析不同膳食模式与慢性病的相关性。方法采用多阶段分层整群随机抽样方法抽取齐齐哈尔市年龄≥65周岁的2 738名常住居民进行调查,
<正> 自2004年下半年至2006年上半年,美国的电视市场被ABC美国广播公司的情景系列剧《绝望的主妇》占去了不小的收视份额。该剧以别致的开头,全知的视角,迭出的悬念以及一句
对铝合金喷嘴零件的数控车削加工工艺与编程进行了研究,分析了零件的加工难点。针对小直径内锥孔、薄壁件等问题,编制了合理的数控加工工艺,设计了专用刀具与夹具,编写了数控
提出一种基于游标原理的高精度大量程智能测量方法,解决精确测量中不同待测信号幅值差别大而各自变化幅度小,对分辨率要求高的问题。将待测模拟信号分为基准大量程主信号和小量
<正> 中国电视节目的优秀播音员、主持人,名声大多是在不自觉的状态中形成的,用他们的话来说就是"一不小心成名人了"。面对无数拥戴者和荣誉,有的主持人兴奋之余竟无从适应,
随着计算机技术和软件工程技术的发展,Oracle数据库已成为组织和管理信息社会中大量数据的重要技术工具。Oracle数据库中有很多知识点,这给教学工作带来了一定的困难。微课程
随着2016年我国"核心素养"教育研究成果的不断涌现和2017年高中体育与健康学科课程标准的正式颁布,我国高中体育教育的关注点和体育教学模式也发生了日异月殊的变化。本研究
在中国现代诗歌史上,个人与时代的关系是一个较复杂的问题,而艾青以“大堰河模式”、“北方模式”、“火把模式”这几个独特模式表现出自我与时代的完美统一。
血液透析(hemodialysis,HD)作为终末期肾脏病(end-stage renal disease,ESRD)肾替代治疗的一种重要手段,极大提高了透析患者生存率。近年来随着人工合成膜的快速发展,随着血