硅藻土的物理成型及其对气相甲醛吸附性能的研究

摘要

甲醛是一种有毒物质，在日常生活中，环境中所存在的不同浓度的甲醛，对人体健康产生的危害程度也是不同的，低浓度的甲醛就会对人体健康产生十分严重的危害。科学研究表明，甲醛对人体所造成的危害会随着其浓度的增加而加重。近年来，随着国民经济的快速发展以及人民的生活水平的显著提高，人们对防治室内空气污染的意识也大幅度提高，其中甲醛就成为重点防治对象。
　　硅藻土是一种以 SiO2为主要成分的天然多孔材料，具有比表面积大、化学性质稳定、吸附性能良好等特性，被广泛用作吸附材料。但由于硅藻土原料对污染物的吸附能力有限，需要进一步地处理来提高硅藻土的吸附性能。
　　本文研究以一种硅藻土为主要原料，通过添加烧结助剂、粘结剂等，控制合理配比，采用物理成型以及低温焙烧的工艺，制备了一种成型硅藻土颗粒，并对其吸附气相甲醛的吸附性能进行研究。本研究中，结合了高分辨扫描电镜、X射线衍射仪、Fourier变换红外光谱仪等手段对硅藻土原料以及成型硅藻土材料进行表征。结果表明：在物理成型实验过程中，材料并未发生晶相转变，也未发生脱羟基现象；材料比表面积随着焙烧温度的提高先增大后减小，在400℃焙烧温度下制备的成型硅藻土样品具有最理想的孔结构，比表面积达到54.753 m2/g，总孔容0.1426 cm3/g，孔径主要集中在3nm左右。
　　其次，本文对测定气相甲醛的浓度，采用乙酰丙酮分光光度法，通过自制反应器，完成硅藻土对气相甲醛的吸附过程。而且，通过控制吸附时间以及吸附剂用量，以吸附后气相甲醛的浓度和去除率来衡量成型硅藻土样品对甲醛的吸附效果。
　　最后，本文对成型前后的硅藻土的吸附能力进行了对比。实验结果表明：吸附剂的投加量为30g时，经过12h对气相甲醛的吸附，硅藻土原料对甲醛的去除率仅仅达到18％，而400℃焙烧的成型硅藻土样品对甲醛的去除率可达57.7%。而且，当吸附剂的投加量在10g到40g之间时，同样经过12h对气相甲醛的吸附，硅藻土原料和成型硅藻土样品二者对气相甲醛的去除率都随投加量的增加而增大，投加40g的硅藻原土时，甲醛的去除率为25%左右，而投加40g的成型硅藻样品时，甲醛的去除率可达71%左右。由此可见，与硅藻土原料相比，成型后的硅藻土样品可以很大程度的提高对气相甲醛的吸附效率。

目录

声明

1绪论

1.1甲醛的特性及危害

1.2甲醛的污染现状及防治措施

1.3甲醛检测的主要方法

1.4硅藻土的基本特性

1.5硅藻土在吸附领域的研究现状

1.6本课题的选题依据及主要研究内容

2实验原料、仪器和方法

2.1实验原料和仪器

2.2表征和测试方法

3硅藻土原料性质及其分析

3.1微观结构分析

3.2物相组成分析

3.3孔径及比表面积分析

4硅藻土的物理成型及表征

4.1硅藻土的物理成型

4.2成型硅藻土的微观结构

4.3成型硅藻土的物相组成

4.4成型硅藻土的孔径及比表面积分析

5硅藻土对气相甲醛吸附性能研究

5.1吸附性能评价实验

5.2不同实验条件对吸附气相甲醛效果的影响

5.3成型前后吸附性能研究

6主要结论与研究展望

6.1主要结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要研究成果和获奖情况

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