开孔地质聚合物与多级孔分子筛的制备及吸附Pb 2+ 、Cu 2+ 的研究

发布时间：2021-10-31 16:47

　　重金属环境污染问题是人类可持续发展所要面对的重要问题之一,吸附是解决重金属污染的一个最简洁高效的手段。吸附能被广泛的应用前提是选择价格经济且去除污染物效率高的吸附剂。地质聚合物是近年来受到广泛关注的一种无机绿色新型胶凝材料,它被认为是分子筛的前驱体,而且可以有效的吸附重金属来用于废水处理。但目前研究制备的地质聚合物结构致密,物质传递效率低,不利于其应用。因此地聚物的需要被研磨成粉末来进行吸附实验研究,粉末的地质聚合物难回收、难处理,容易造成二次污染。将地质聚合物制备为开孔结构之后,则可以解决物质在地质聚合物中传递的限制,同时便于回收利用。分子筛的一个重要用途就是作为吸附材料用于吸附、分离、净化等领域。分子筛的应用通常需要添加大量的黏结剂、胶溶剂和助剂等外添加剂成型。添加剂的使用不仅降低分子筛的纯度,而且会堵塞分子筛的孔道、覆盖分子筛的酸中心,导致发生副反应,从而使分子筛的吸附能力降低。无黏结剂制备的自支撑多级孔分子筛避免了传统分子筛成型过程中的问题。分子筛中仅存在的微孔对于物质的运输传递有非常大的限制,分子筛孔隙中的活性位点不容易被接触到。将分子筛制备成为多级孔结构,可以有利于物质的运... 

【文章来源】：中国地质大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：170 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

地质聚合物结构分类

反应中的溶解、离子转移、低聚物的水解和缩聚。除此以外，水还给地聚物浆体提供了比较好的流动性。而当水的添加量过多的时候，会稀释反应体系中的碱浓度。同时也将一些离子转移出反应区以外[2]。地质聚合反应是释放水的反应，因此水含量过多会阻碍地质聚合物的反应。1.2.2.7 养护方法地质聚合物通常在常温或者略高于常温的条件下固化养护。多数学者认为 100℃以下是地质聚合物比较合适的养护温度。Davidovits 建议养护温度为 60-95℃之间。在 75℃时，地质聚合反应可以在 4h 内完成，不需要二次处理即可获得比较令人满意的强度（39.8MPa）[21]。1.2.3 地质聚合的反应机理地质聚合是一种放热反应，地质聚合物是以低聚物（二聚体,三聚物）为结构单元形成的三维的大分子网络结构。地质聚合反应主要包括硅铝酸盐原料的解聚、缩聚以及硬化反应三个过程。

非晶态的地聚物相能够和晶态的分子筛在一定条件下相互转化。地质聚合物可以在二次水热条件下再次形成分子筛结构，同时保留了原来地质聚合物的块体结构[28-30]。1.2.4 地质聚合物多孔材料的研究现状地质聚合物多孔材料目前主要的制备方法大多数是借鉴于水泥工业中的做法，即在地质聚合物浆体中加入发泡剂，这种方法的优点是非常简便。所制备的地质聚合物其抗压强度在 1-10MPa 之间，密度在 360-1400kg/m3，弹性模量在 1.7-3.5GPa之间[31]。且制备的地质聚合物多为闭孔的地质聚合物。制备的地聚物多孔材料的方法可以分为物理发泡法和化学发泡法。1.2.4.1 物理发泡法（1）预制泡沫Zhang[32]等人以粉煤灰作为硅铝酸盐，通过加入由气压泡沫发生器制备的泡沫并机械搅拌的方法制备出了粉煤灰地质聚合物多孔材料。所制备的地质聚合物密度在 850 到 950kg/m3之间，抗压强度在 4-9MPa 之间。BakriAbdullah 等人也采取了同样的方法，制备的粉煤灰地质聚合物强度可达 18 MPa，密度 1660 kg/m3。


本文编号：3468495