應(yīng)用層狀硅酸鹽礦物制備多孔材料及其吸附性能研究.pdf

1、層狀硅酸鹽具有特殊的結(jié)構(gòu)、獨特的性能,是一類重要的非金屬礦物資源。隨著非金屬礦物資源在功能材料領(lǐng)域的大量應(yīng)用,以層狀硅酸鹽礦物為原料,采用機械活化、熱活化、化學(xué)改性等方法制備多孔材料的研究越來越受到廣泛的關(guān)注。
　　 本文研究了以層狀硅酸鹽礦物高嶺石和葉蠟石為原料制備多孔礦物材料的方法,以及多孔材料對重金屬離子的吸附特性。
　　 以高嶺石為原料制備氧化鋁多孔材料的工藝是:焙燒溫度1150℃,焙燒時間15min,浸出用氫氧

2、化鈉120g/L,浸出溫度120℃,浸出時間100min,液固比10:1。所制備的氧化鋁多孔材料,其比表面積為55.8m2/g,平均孔徑為10.43nm,孔容為O.1455cc/g。
　　 以葉蠟石為原料制備氧化鋁多孔材料的工藝是:焙燒溫度1150℃,焙燒時間15min,浸出用氫氧化鈉120g/L,浸出溫度120℃,浸出時間100min,液固比10:1。所制備的氧化鋁多孔材料,其比表面積為42.7m2/g,平均孔徑為21.14n

3、m,孔容為0.2329cc/g。
　　 以高嶺石為原料制備氧化硅多孔材料的工藝是:焙燒溫度850℃,焙燒時間15min,浸出用硫酸濃度20％,浸出溫度120℃,浸出時間90min,液固比10:1。該氧化硅多孔材料其表面凹凸不平,呈蠕蟲狀,比表面積較大,達到280.3m2/g,平均孔徑為2.77nm,孔容為0.1945cc/g。
　　 依據(jù)孔徑大小判斷,所制備的上述礦物材料均為介孔材料。
　　 高嶺石和葉蠟石熱活化

4、產(chǎn)生的AlV結(jié)構(gòu)可促進氧化鋁的溶出,高溫階段生成的無定型SiO2能提高氧化硅的溶出率。氧化鋁、氧化硅溶出率的變化會使多孔材料的比表面積發(fā)生變化,溶出率升高則多孔材料的比表面積變大,但是各種多孔材料的平均孔徑、BJH孔徑、孔容大小與溶出率并沒有呈現(xiàn)明顯的相關(guān)關(guān)系,溶出率的變化并不能控制孔徑的大小變化。
　　 研究了原礦、焙燒礦和多孔礦物材料對水溶液中銅、鉛、鎘、鉻離子的靜態(tài)吸附性能,發(fā)現(xiàn)多孔氧化鋁材料對六價鉻離子的吸附能力較小,不

5、足0.5mg/g;對銅、鉛和鎘離子的吸附能力較好,最高吸附量分別能達到134mg/g,450mg/g,227mg/g;經(jīng)吸附處理后,水溶液中銅、鉛、鎘離子濃度能分別從50mg/L,50mg/L,100mg/L降低至0.01mg/L,0.02mg/L,0.01mg/L。
　　 氧化鋁多孔材料對銅、鉛、鎘離子吸附動力學(xué)的研究結(jié)果表明:對銅離子的吸附動力學(xué)遵循Bangham速率方程,吸附行為遵循Langmuir等溫方程;對鉛離子的吸附