提钒尾渣合成有序介孔纳米二氧化硅技术研究

发布时间：2022-02-24 11:58

　　石煤提钒尾渣是经过复杂的提钒工艺之后产生的固体废物,随着我国对钒产品需求的不断扩大,提钒尾渣的产生量迅猛增加,每生产1吨V2O5会产生200吨的提钒尾渣。而目前90%以上的提矾尾渣都采用尾渣库堆放方式处置,综合利用率较低,因此石煤提钒行业面临着巨大的可持续发展压力。商品化介孔Si O2以正硅酸乙酯（TEOS）作为硅源,但其高成本限制了介孔材料的大规模应用。由于提钒尾渣具有高硅、低铝、低碳等特点,是良好的合成介孔二氧化硅的固废硅源。因此,本论文从提钒尾渣高值资源化利用、节能减排和可持续发展的目标出发,以提钒尾渣为硅源,制备不同结构性能的有序介孔Si O2。本论文主要的研究内容及结果如下:硅元素的提取:石煤提钒尾渣中Si O2的含量高达84.20%,分别采用碱熔融技术和碱溶解技术研究硅元素回收效率影响机制及迁移转化机理;采用Na OH焙烧、Na2CO3焙烧和Na OH溶解技术时,硅元素回收率分别达到98.87%、95.75%和97.67%。MCM-41合成:以硅浸出液为硅前驱体,引入阳离子表面活性剂CTAB为模板剂,通过水热法合成MCM-41,阐释了CTAB与Si的摩尔比对介孔二氧化硅的调... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省211工程院校985工程院校

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 提钒尾渣的产生现状及危害
        1.1.1 提钒尾渣的来源
        1.1.2 提钒尾渣的产生现状
        1.1.3 提钒尾渣的环境危害
    1.2 提钒尾渣的利用现状
        1.2.1 制备建筑及其他材料
        1.2.2 有价元素提取
        1.2.3 其他利用途径
    1.3 高硅固废回收硅元素研究进展
        1.3.1 高硅固废回收硅元素机理
        1.3.2 碱溶解技术回收硅元素研究进展
        1.3.3 碱熔融技术回收硅元素研究进展
    1.4 固废源有序介孔SiO_2合成技术研究进展
        1.4.1 有序介孔SiO_2合成机理
        1.4.2 有序介孔SiO_2合成技术研究进展
        1.4.3 高硅固废合成有序介孔SiO_2研究进展
    1.5 研究目的内容及技术路线
        1.5.1 研究目的与意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 研究技术路线
第2章 试验材料与方法
    2.1 试验材料
    2.2 试验设备
    2.3 提钒尾渣回收硅元素的试验方法
        2.3.1 碱熔融技术回收硅元素
        2.3.2 碱溶解技术回收硅元素
        2.3.3 提钒尾渣中硅的回收率
        2.3.4 制备硅浸出液
    2.4 合成有序介孔SiO_2的试验方法
        2.4.1 CTAB调控合成MCM-41
        2.4.2 P123调控合成SBA-15
        2.4.3 F127调控合成SBA-16
    2.5 有序介孔SiO_2的表征方法
        2.5.1 样品元素及矿物组成的表征方法
        2.5.2 样品结构参数的表征方法
        2.5.3 样品微观形貌的表征方法
        2.5.4 样品基团的表征方法
第3章 提钒尾渣提取硅的实验研究
    3.1 本章引言
    3.2 碱熔融技术回收硅元素技术及机理研究
        3.2.1 碱熔融温度及碱熔融时间对硅元素回收率的影响
        3.2.2 碱熔融过程的热力学原理
    3.3 碱溶解技术回收硅元素技术及机理研究
        3.3.1 碱溶解温度及碱溶解时间对硅元素回收率的影响
        3.3.2 碱溶解过程的热力学原理
    3.4 本章小结
第4章 提钒尾渣合成有序介孔SiO_2实验研究
    4.1 本章引言
    4.2 CTAB调控合成MCM-41
    4.3 P123调控合成SBA-15
        4.3.1 以HCl为酸沉淀剂合成SBA-15
        4.3.2 以H_2SO_4为酸沉淀剂合成SBA-15
        4.3.3 以H_3PO_4为酸沉淀剂合成SBA-15
    4.4 F127调控合成SBA-16
        4.4.1 以HCl为酸沉淀剂合成SBA-16
        4.4.2 以H_2SO_4为酸沉淀剂合成SBA-16
        4.4.3 以H_3PO_4为酸沉淀剂合成SBA-16
    4.5 不同硅源合成有序介孔SiO_2方法比较
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]石煤钒矿碱法浸出制备五氧化二钒联产白炭黑的研究[D]. 蔡俊.吉首大学 2015
[3]低品位硅质含钒石煤的高效富集及机理研究[D]. 辜小川.中南大学 2014
[4]石煤提钒尾渣地聚物的制备及其机理的研究[D]. 胡芳芳.武汉理工大学 2014
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本文编号：3642677