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合成骨炭的研制及应用

作　者: 孙秀新
导　师: 刘国权
学　校: 河北科技大学
专　业: 应用化学
关键词: 合成骨炭 固相合成 羟基磷酸钙 含铅废水 纳米二氧化钛 光催化性能
分类号: TQ174.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


骨质瓷器是目前市场上比较受欢迎的一种高档瓷器,它的主要原料是天然骨炭,但市场对骨炭的需求量不断增加,骨炭的价格猛涨。用合成骨炭代替天然骨炭可以满足市场对骨炭的需求量,还能降低骨质瓷器的价格。用碳酸钙和磷酸氢钙作为主要原料,采用固相合成法制备合成骨炭,其主要成分为羟基磷酸钙。将合成骨炭代替天然骨炭烧制骨质瓷器。结果发现,合成骨炭能够满足骨质瓷器的生产要求,而且可以大大降低生产成本。碳酸钙和磷酸氢钙的质量比为1.0:2.4,烧制温度为1200℃,烧制后pH值为6时,合成骨炭的性质较好。羟基磷酸钙可以作为吸附剂,用于水溶液中Pb2+等重金属离子有较强的吸附性。用所制得的合成骨炭研究其除铅的性能,通过改变合成骨炭的原料配比,温度,合成骨炭的用量,pH值,吸附时间等影响因素研究合成骨炭作为吸附剂对水溶液中铅的吸附效果。实验结果表明:合成骨炭的原料碳酸钙和磷酸氢钙的配比为1.0:2.4,温度对吸附效果没有明显的影响,投加0.3g合成骨炭,pH值为6,吸附时间为80min时合成骨炭对水溶液中铅的去除率比较高。以合成骨炭为原料的陶瓷还可以负载纳米TiO2,由于陶瓷表面的多空结构,表面积增大,光催化性能增加。实验研究了镀膜层数,多孔陶瓷球直径,致孔剂的含量,合成骨炭中碳酸钙和磷酸氢钙的配比,光照时间等影响因素对光催化性能的影响。结果表明:致孔剂含量为4%,直径3mm的陶瓷,其镀膜层数为4,骨炭合成时磷酸氢钙和碳酸钙的质量比为2.4:1.0,光催化性能较好。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-21
  1.1 简介  9
  1.2 合成骨炭的性质  9-10
    1.2.1 晶格性质  9-10
    1.2.2 吸附机理  10
  1.3 合成羟基磷酸钙的主要方法  10-14
    1.3.1 干式法  10-11
    1.3.2 湿式法  11
    1.3.3 水热法  11-12
    1.3.4 溶胶-凝胶法  12-13
    1.3.5 微乳液法  13
    1.3.6 自燃烧法  13
    1.3.7 超声波合成法  13-14
  1.4 合成骨炭的应用  14-16
    1.4.1 在医学方面的应用  14
    1.4.2 在生活上的应用  14
    1.4.3 在工业上的应用  14-15
    1.4.4 作为吸附剂  15-16
  1.5 除铅的国内外研究现状  16-17
    1.5.1 沉淀法  16
    1.5.2 凝聚法  16
    1.5.3 吸附法  16-17
  1.6 国内外Ti0_2 光催化的研究状况  17-21
    1.6.1 Ti0_2 负载技术  17-18
    1.6.2 Ti0_2 光催化剂载体的主要作用  18
    1.6.3 Ti0_2 光催化剂载体的选择  18-21
第2章 合成骨炭的研制  21-29
  2.1 实验部分  21-23
    2.1.1 合成骨炭的制备  21
    2.1.2 试剂和仪器  21
    2.1.3 实验步骤  21-22
    2.1.4 不同温度下合成骨炭的煅烧情况  22-23
  2.2 合成骨炭PH 值的测定  23-24
  2.3 陶瓷白胎样品的烧制  24-25
    2.3.1 材料和仪器  24-25
    2.3.2 实验步骤  25
  2.4 实验的影响因素  25-28
    2.4.1 原料粉末的物理特性  26
    2.4.2 原料粉末的化学成分和配比  26
    2.4.3 烧结温度  26-27
    2.4.4 烧结气氛  27
    2.4.5 烧结冷却速度  27-28
    2.4.6 压力  28
    2.4.7 pH 值  28
  2.5 本章小结  28-29
第3章 合成骨炭吸附除铅性能的研究  29-37
  3.1 前言  29
  3.2 实验部分  29-36
    3.2.1 主要仪器和试剂  29-30
    3.2.2 铅的标准曲线  30-31
    3.2.3 合成骨炭吸附性能的研究  31-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章 合成骨炭负载Ti0_2光催化性能的研究  37-49
  4.1 多孔陶瓷球的制备  37-38
    4.1.1 试剂和仪器  37
    4.1.2 实验步骤  37-38
  4.2 Fe~(3+)/Ti0_2 溶胶的制备及其在多孔陶瓷球上的涂覆  38-39
    4.2.1 试剂和仪器  38
    4.2.2 实验步骤  38-39
  4.3 陶瓷负载纳米Ti0_2 光催化效率的研究  39-41
  4.4 实验结果和讨论  41-48
    4.4.1 镀膜层数的影响  41-42
    4.4.2 多孔陶瓷球直径的影响  42-43
    4.4.3 致孔剂含量的影响  43-45
    4.4.4 骨炭合成中磷酸氢钙和碳酸钙比值的影响  45-46
    4.4.5 光照时间的影响  46-47
    4.4.6 综合正交实验  47-48
  4.5 本章小结  48-49
结论  49-50
参考文献  50-54
攻读硕士学位期间所发表的论文  54-55
致谢  55-56
个人简历  56

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 硅酸盐工业 > 陶瓷工业 > 原料和辅助物料
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