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耐水硅胶材料的制备及对二组分VOCs吸附性能研究

作　者: 朱丽丽
导　师: 王力
学　校: 山东科技大学
专　业: 化学工程
关键词: 耐水硅胶硅铝胶吸附曲线有机废气
分类号: TQ127.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着工业生产的扩大化和化工产品的广泛使用,挥发性有机化合物(VOC)的排放日益增多,对环境和人体健康造成了很大危害,引起人们的广泛关注。现行对挥发性有机废气的控制与治理技术众多,吸附法是其中较为经济有效的一种方法。在吸附法中,吸附剂的性能是影响吸附性能的关键因素。本文研究了耐水硅胶材料的制备工艺条件,首先在酸性条件下将无机硅盐和铝盐混合制得含铝的硅凝胶,然后经过碱泡、酸泡、水洗、表面活性剂浸泡和干燥等控制条件下的工序得到耐水的硅胶材料。试验采用正交试验设计,以硅胶比表面积和孔容为指标,得到了影响硅胶制备的最佳工艺条件,并通过BET、FTIR等手段表征材料的吸附性能和耐水硅胶材料骨架中的原子替换。研究结果表明,本文制备的硅胶材料耐水性良好,骨架结构中含有铝对硅的替代,比表面积及孔容较大。将制得的耐水硅胶材料用于单组分及二组分挥发性有机废气的吸附,考察甲苯、对二甲苯、丙酮、乙酸乙酯的动态吸附行为。实验使用气相色谱仪连续检测挥发性有机物的浓度变化,得到耐水硅胶材料对上述组分的吸附穿透曲线。吸附穿透曲线表明：单组分丙酮及乙酸乙酯吸附效果良好,穿透时间较长,饱和吸附量大；而甲苯及对二甲苯在制得材料上的吸附效果较差,属于颗粒内部扩散控制步骤。硅胶材料吸附二组分丙酮和甲苯实验结果表明：丙酮对甲苯的进入起到了携带作用,两种物质的吸附作用都有所增强,穿透时间较长,同时吸附过程中还发生了丙酮对已吸附甲苯的置换作用。耐水硅胶材料吸附甲苯和对二甲苯二组分实验结果表明：两者的吸附作用同时减弱,对二甲苯在颗粒内部扩散更为困难。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
1 绪论  12-31
  1.1 选题背景  12-13
  1.2 VOCs控制处理技术现状  13-18
  1.3 气固界面吸附的理论基础  18-22
  1.4 硅胶的结构及吸附特征  22-25
  1.5 耐水硅胶材料发展及研究现状  25-29
  1.6 本文主要研究内容  29-31
2 耐水硅胶材料的制备  31-44
  2.1 实验原料与试验方法  31-34
  2.2 实验条件分析与试验设计  34-38
  2.3 正交试验结果与讨论  38-43
  2.4 本章小结  43-44
3 耐水硅胶材料的性能与表征  44-47
  3.1 耐水性测试  44
  3.2 红外结构表征  44-46
  3.3 本章小结  46-47
4 耐水硅胶材料对VOCs吸附性能的研究  47-60
  4.1 实验设备及方法  47-49
  4.2 实验条件的选择  49-52
  4.3 实验结果分析与讨论  52-58
  4.4 本章小结  58-60
5 结论与建议  60-62
  5.1 主要结论  60-61
  5.2 存在的问题及今后工作的建议  61-62
致谢  62-63
作者学习和科学研究工作简介  63
攻读学位期间发表的论文  63
参加课题基金项目  63-64
参考文献  64-69
附录  69-73

耐水硅胶材料的制备及对二组分VOCs吸附性能研究

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