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硅镁胶的合成工艺研究

作　者: 张轶婧
导　师: 王海增
学　校: 中国海洋大学
专　业: 化学工程
关键词: 硅镁胶合成工艺水热法染料吸附
分类号: TQ424.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 22次
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内容摘要

硅镁胶是一种含水镁硅酸盐，拥有较好的吸附能力。本文通过对两种硅镁胶的制备，研究了硅镁胶的合成工艺，探究了硅镁胶在染料吸附方面的性能应用。主要包含以下内容：通过氯化镁与钠硅酸盐的水热制备法，以及不同温度下氯化镁与钠硅酸盐的沉淀反应法制备了系列硅镁胶并进行了放大实验。用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)、比表面分析(BET)等分析手段对制备的硅镁胶进行了表征，并对硅镁胶的组分含量进行了化学分析。应用扫描电镜技术研究了硅镁胶的微观形貌。发现硅镁胶的表面形貌与原料镁硅比、合成工艺条件具有密切关系，形貌呈现颗粒状、薄片状、层状。采用氯化镁与钠硅酸盐的溶液水热反应合成的镁硅比为1:1的硅镁胶有球状无定形结构，镁硅比为1:3的硅镁胶即六硅酸镁有层状结构也有球状无定形结构。利用硅镁胶对亚甲基蓝溶液以及亚甲基蓝与孔雀石绿的混合溶液进行吸附脱色，发现硅镁胶对两种染料都有较强的脱除能力。通过线性拟合发现，硅镁胶对这两种阳离子染料的吸附是单分子层吸附，符合Langmuir等温方程式；热力学实验证明硅镁胶对染料的吸附是吸热过程，温度的升高有利于吸附；伪二级动力学能够更为真实的反映染料在硅镁胶上的吸附机理。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
前言  10-11
第一章文献综述  11-21
  1.1 镁资源概况  11-14
    1.1.1 镁和镁的化合物  11
    1.1.2 中国镁资源  11
    1.1.3 镁资源的利用  11-12
    1.1.4 含镁产品的生产工艺  12-14
  1.2 硅镁胶材料概述  14-16
    1.2.1 三硅酸镁  14
    1.2.2 六硅酸镁  14-15
    1.2.3 硅酸镁表面特征  15
    1.2.4 硅酸镁的改性研究  15-16
  1.3 硅镁胶材料的制备与性能的相关理论  16-18
    1.3.1 沉淀法  16
    1.3.2 水热法  16-17
    1.3.3 固相合成法  17-18
  1.4 吸附分离  18-20
    1.4.1 吸附概述  18-19
    1.4.2 吸附剂种类  19
    1.4.3 吸附剂机理  19-20
  1.5 本论文研究内容与意义  20-21
第二章实验与测试方法  21-26
  2.1 实验原料  21
  2.2 主要制备工艺  21-23
    2.2.1 工艺流程  21-23
  2.3 表征与测试  23-26
    2.3.1 成分分析测试  23-24
    2.3.2 比表面及孔径分析  24-25
    2.3.3 其它实验设备  25-26
第三章 MgO·xSiO_2(0.9≤x≤1)型硅镁胶的合成  26-34
  3.1 引言  26
  3.2 实验与测试  26
  3.3 结果与讨论  26-31
    3.3.1 化学组成分析  26-27
    3.3.2 相成分分析  27-28
    3.3.3 比表面及孔径分析  28-30
    3.3.4 显微形貌特征  30
    3.3.5 红外光谱特征  30-31
  3.4 工艺对材料性能的影响  31-33
    3.4.1 水热时间对硅镁胶性能的影响  31-32
    3.4.2 水热温度对硅镁胶性能的影响  32-33
  3.5 本章小结  33-34
第四章六硅酸镁的合成  34-44
  4.1 引言  34
  4.2 实验与测试  34-35
    4.2.1 沉淀法合成六硅酸镁  34
    4.2.2 水热法合成六硅酸镁  34
    4.2.3 表征及测试  34-35
  4.3 结果与讨论  35-40
    4.3.1 化学组成分析  35-36
    4.3.2 比表面积及孔径分析  36-38
    4.3.3 显微形貌特征  38-39
    4.3.4 相成分分析  39-40
  4.4 工艺对材料性能的影响  40-42
    4.4.1 陈化时间对六硅酸镁性能的影响  40-41
    4.4.2 水热温度对六硅酸镁性能的影响  41-42
    4.4.3 工艺对产率的影响  42
  4.5 产品的放大实验  42-43
  4.6 产品的质量标准  43
  4.7 本章小结  43-44
第五章 MgO·xSiO_2(0.9≤x≤1)型硅镁胶对染料亚甲基蓝的吸附性能研究  44-56
  5.1 实验药品与仪器  44
    5.1.1 实验药品  44
    5.1.2 实验仪器与设备  44
  5.2 染料结构及实验方法  44-46
    5.2.1 染料亚甲基蓝结构  44-45
    5.2.2 实验方法  45-46
  5.3 结果与讨论  46-54
    5.3.1 MB初始浓度对硅镁胶吸附量和亚甲基蓝溶液脱除率的影响  46-47
    5.3.2 吸附剂投加量对硅镁胶吸附MB的影响  47-48
    5.3.3 吸附时间对硅镁胶吸附MB的影响  48-49
    5.3.4 溶液pH对硅镁胶吸附MB的影响  49
    5.3.5 温度对硅镁胶吸附MB的影响  49-50
    5.3.6 吸附等温特征  50-52
    5.3.7 吸附动力学特征  52-54
  5.4 本章小结  54-56
第六章 MgO·xSiO_2(0.9≤x≤1)型硅镁胶对混合染料的吸附性能研究  56-67
  6.1 引言  56
  6.2 染料结构及实验方法  56-58
    6.2.1 孔雀石绿的结构  56-57
    6.2.2 实验方法  57-58
  6.3 结果与讨论  58-65
    6.3.1 对硅镁胶吸附混合染料溶液的吸附平衡时间的确定  58
    6.3.2 吸附剂投加量对硅镁胶吸附混合染料溶液的影响  58-59
    6.3.3 离子浓度对硅镁胶吸附混合染料溶液的影响  59-60
    6.3.4 不同染料摩尔比对硅镁胶吸附混合染料溶液的影响  60-61
    6.3.5 吸附等温线特征  61-65
  6.4 本章小结  65-67
第七章结论  67-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
个人简历  74-75

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