层状硅酸盐机械活化浸出制备多孔材料的研究

摘要

多孔材料以其独特的结构和性能吸引了国内外众多科学家的关注，广泛应用于催化、石油化工、环境保护等领域。传统的多孔材料均多用有机硅和硅溶胶为原料，经过水热反应或溶胶-凝胶的方法制备，原材料昂贵，易造成环境污染，难以大规模推广应用。机械活化浸出法是最新发展起来制备多孔材料的一种方法，具有原料价格低廉、工艺简单、操作容易等优点，因而具有广阔的发展前景。 本论文系统研究了以高岭土、伊利石、滑石和叶腊石为代表的层状硅酸盐的机械活化浸出行为，并以之为原料，制备出多孔材料。利用XRD、IR及SEM对制备过程进行检测表明机械研磨使得矿物晶体结构被破坏，导致粉体颗粒粒度变细，层间羟基的脱除，形成大量自由基，从而增加粉体的表面活性。通过对广西桂林产高纯滑石进行酸浸工艺试验，结合生产实际，给出滑石最佳浸出工艺条件为：研磨时间，4～6h；盐酸酸浓度，4mol/L左右；酸浸温度，60～80℃；浸出时间，1h左右；液固比，不超过20ml／g。孔性能测试表明，所制备的多孔材料，其孔形主要为狭缝孔，孔径分布在微孔区和介孔区有双峰。高岭土和伊利石制备的多孔材料具有较好的孔性能，其孔容和比表面积分别可达到0.3ml／g和300m<'2>／g以上。本论文还对滑石和高岭土进行了浸出动力学研究。研究发现，经过机械研磨处理后，滑石、高岭土盐酸浸出反应活化能均大幅度降低。原矿浸出时，浸出过程均属于化学反应控制；经过机械研磨活化4h后，浸出过程主要受扩散控制。这说明在机械研磨对滑石和高岭土为代表的层状硅酸盐有很好的活化效果，对浸出过程有着显著的影响。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章文献综述

第二章实验部分

第三章层状硅酸盐机械化学基础研究

第四章滑石机械活化浸出工艺研究

第五章层状硅酸盐制备多孔材料及其表征

第六章滑石、高岭石浸出动力学研究

第七章结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间的主要成绩