微波辅助法提取煤矸石中硅铝氧化物及应用研究
发布时间：2023-11-11 12:09
煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物,在我国未能得到合理有效的大规模利用,因此煤矸石堆场不仅占用大面积良田,而且还存在污染环境、处理成本高等问题。在煤矸石的开发和应用中,存在二次污染、工艺复杂以及产品附加值不高等情况。本文以两淮地区的煤矸石为原料,使用微波辅助酸浸法提取煤矸石中的氧化铝,利用单因素实验和正交实验研究在微波场作用下不同的酸浸温度、酸浸时间、固液比、微波功率对氧化铝产率的影响,并通过收缩未反应芯模型研究煤矸石酸浸动力学,为煤矸石酸浸反应提供理论依据;提取氧化铝后的酸浸渣使用碱法制备白炭黑,研究反应温度、反应时间、碱用量对白炭黑产率和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油值的影响,研究不同的表面活性剂对白炭黑的影响,使用响应曲面法优化实验结果;将提取的氧化铝用来改性聚丙烯,研究不同偶联剂改性氧化铝和氧化铝的加入量对聚丙烯力学性能的影响;制备的白炭黑与钛酸四丁酯按不同硅钛摩尔比制备SiO2/TiO2催化剂,并研究其组成和结构,以罗丹明B为目标降解产物,研究SiO2/TiO2催化剂的光催化性能。经过上述研究得出以下结论:(1)酸法提取煤矸石中的氧化铝,经单因素和正交实验结合分析得出最佳...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 煤矸石概述
1.1.1 煤矸石资源化现状
1.1.2 煤矸石特性
1.1.3 煤矸石的危害
1.1.4 煤矸石国内外利用现状
1.2 煤矸石提取氧化铝的研究现状
1.2.1 酸法
1.2.2 碱法
1.2.3 微波辅助酸浸溶出法
1.3 煤矸石制备白炭黑的研究现状
1.4 氧化铝在改性聚丙烯中的应用
1.4.1 聚丙烯简介
1.4.2 氧化铝改性聚丙烯
1.5 白炭黑在催化剂中的应用
1.5.1 二氧化钛简介
1.5.2 二氧化钛光催化机理
1.5.3 SiO2/TiO2催化剂
1.6 选题背景、意义及研究内容
1.6.1 选题背景、意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料与设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验设备
2.2 实验工艺流程
2.3 样品性能表征
2.3.1 物相分析
2.3.2 样品微观结构
2.3.3 红外分析
2.3.4 比表面及孔径分析
2.3.5 热分析
2.3.6 紫外-可见漫反射分析
第三章 微波辅助法提取煤矸石中氧化铝的工艺研究
3.1 引言
3.2 原料煤矸石分析
3.3 实验步骤
3.4 结果与讨论
3.4.1 影响微波法提取煤矸石中氧化铝的工艺因素
3.4.2 正交分析
3.4.3 煤矸石酸浸动力学分析
3.4.4 酸浸反应的表观活化能
3.4.5 氧化铝的物相与形貌
3.5 本章小结
第四章 煤矸石酸浸渣制备白炭黑的工艺研究
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 工艺流程
4.2.2 DBP吸油值测量
4.2.3 表面活性剂的选择
4.3 结果与讨论
4.3.1 白炭黑的物相与形貌分析
4.3.2 白炭黑的比表面积与孔径分布
4.3.3 不同因素对酸浸渣制备白炭黑的工艺影响
4.3.2 表面活性剂对白炭黑的影响
4.3.3 响应面分析法对提取煤矸石中氧化硅工艺的优化
4.3.4 响应面分析
4.3.5 最佳条件的优化
4.4 本章小结
第五章 氧化铝改性聚丙烯的力学性能研究
5.1 引言
5.2 样品的制备
5.3 性能表征
5.4 结果与讨论
5.4.1 硅烷偶联剂改性氧化铝
5.4.2 Al2O3/PP复合材料性能分析
5.4.3 Al2O3/PP复合材料的热稳定分析
5.4 本章小结
第六章 SiO2/TiO2催化剂的制备及光催化性能的研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 SiO2/TiO2复合材料的制备
6.2.2 SiO2/TiO2催化剂的光催化实验
6.2.3 标准曲线的绘制
6.3 结果与讨论
6.3.1 物相分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 比表面积和孔径分布分析
6.3.4 傅里叶红外分析
6.3.5 固体紫外可见漫反射谱图分析
6.3.6 光催化性能研究
6.3.7 动力学研究
6.6 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：3862567
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 煤矸石概述
1.1.1 煤矸石资源化现状
1.1.2 煤矸石特性
1.1.3 煤矸石的危害
1.1.4 煤矸石国内外利用现状
1.2 煤矸石提取氧化铝的研究现状
1.2.1 酸法
1.2.2 碱法
1.2.3 微波辅助酸浸溶出法
1.3 煤矸石制备白炭黑的研究现状
1.4 氧化铝在改性聚丙烯中的应用
1.4.1 聚丙烯简介
1.4.2 氧化铝改性聚丙烯
1.5 白炭黑在催化剂中的应用
1.5.1 二氧化钛简介
1.5.2 二氧化钛光催化机理
1.5.3 SiO2/TiO2催化剂
1.6 选题背景、意义及研究内容
1.6.1 选题背景、意义
1.6.2 研究内容
第二章 实验部分
2.1 实验原料与设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验设备
2.2 实验工艺流程
2.3 样品性能表征
2.3.1 物相分析
2.3.2 样品微观结构
2.3.3 红外分析
2.3.4 比表面及孔径分析
2.3.5 热分析
2.3.6 紫外-可见漫反射分析
第三章 微波辅助法提取煤矸石中氧化铝的工艺研究
3.1 引言
3.2 原料煤矸石分析
3.3 实验步骤
3.4 结果与讨论
3.4.1 影响微波法提取煤矸石中氧化铝的工艺因素
3.4.2 正交分析
3.4.3 煤矸石酸浸动力学分析
3.4.4 酸浸反应的表观活化能
3.4.5 氧化铝的物相与形貌
3.5 本章小结
第四章 煤矸石酸浸渣制备白炭黑的工艺研究
4.1 引言
4.2 实验方法
4.2.1 工艺流程
4.2.2 DBP吸油值测量
4.2.3 表面活性剂的选择
4.3 结果与讨论
4.3.1 白炭黑的物相与形貌分析
4.3.2 白炭黑的比表面积与孔径分布
4.3.3 不同因素对酸浸渣制备白炭黑的工艺影响
4.3.2 表面活性剂对白炭黑的影响
4.3.3 响应面分析法对提取煤矸石中氧化硅工艺的优化
4.3.4 响应面分析
4.3.5 最佳条件的优化
4.4 本章小结
第五章 氧化铝改性聚丙烯的力学性能研究
5.1 引言
5.2 样品的制备
5.3 性能表征
5.4 结果与讨论
5.4.1 硅烷偶联剂改性氧化铝
5.4.2 Al2O3/PP复合材料性能分析
5.4.3 Al2O3/PP复合材料的热稳定分析
5.4 本章小结
第六章 SiO2/TiO2催化剂的制备及光催化性能的研究
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 SiO2/TiO2复合材料的制备
6.2.2 SiO2/TiO2催化剂的光催化实验
6.2.3 标准曲线的绘制
6.3 结果与讨论
6.3.1 物相分析
6.3.2 形貌分析
6.3.3 比表面积和孔径分布分析
6.3.4 傅里叶红外分析
6.3.5 固体紫外可见漫反射谱图分析
6.3.6 光催化性能研究
6.3.7 动力学研究
6.6 本章小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介及读研期间主要科研成果
本文编号：3862567
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