改性赤泥的制备及光催化性能的研究

发布时间：2017-08-12 11:11

  本文关键词：改性赤泥的制备及光催化性能的研究

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【摘要】：赤泥是氧化铝厂生产氧化铝所产生的固体废弃物,现在我国赤泥的年产量已达3000万t左右,累积堆存量约2亿t,而赤泥整体综合利用率不到4%。如此大量的赤泥堆存,不仅占用大量土地资源,而且对生态环境造成较大的危害。然而赤泥中含有的Fe、A1、Si、Ti氧化物是常见的催化剂,这些催化剂通过紫外光照可降解染料有机废水,这样既充分利用了赤泥,又使染料有机废水得到了处理,真正达到了以废治废的目地。本文以拜耳法赤泥为研究对象,用甲基橙溶液来代替染料废水。采用盐酸浸泡法,对赤泥进行了改性。通过正交试验的方法,最终确定了最佳浸泡条件:盐酸浓度4mol/L、固液比1:3、浸泡时间1h、浸泡温度70℃。同时本文还考察了光照时间、光照强度、甲基橙初始pH值、改性赤泥用量、改性赤泥储存时间以及改性赤泥循环使用次数对甲基橙溶液光催化降解的影响,最终得到结果:最佳光照时间1h,光照强度为高压汞灯与磁力搅拌器的最佳距离为15cm,最佳甲基橙初始pH值为2.5,当甲基橙溶液浓度为50mg/L时,改性赤泥最佳用量为0.7g/L,赤泥可长时间存放且可以多次循环利用。同时本文借助SEM、N2吸附-脱附等仪器分析手段对原料赤泥及改性后的赤泥进行了微观结构分析、比表面积、孔结构、粒径及化学成分分析。实验赤泥主要以中孔存在,并且比表面积相对较小,改性后的赤泥中孔量要比改性前多,且比表面积增大到317.14m2/g,比改性前赤泥比表面积增加约40倍,改性后赤泥的平均体积粒径为29.0nm,仅相当于改性前赤泥平均粒径的一半。
【关键词】：赤泥 改性赤泥 光催化降解
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X781;O643.36
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-28
• 1.1 赤泥的背景10-15
• 1.1.1 氧化铝工业与赤泥产生10-13
• 1.1.2 赤泥的危害13-15
• 1.2 国内外赤泥的综合利用现状15-21
• 1.2.1 赤泥在建筑工业上的应用15-17
• 1.2.2 赤泥中有价金属的回收17-19
• 1.2.3 赤泥在环境修复领域的应用19-21
• 1.3 国内外拜耳法赤泥催化应用研究现状21-24
• 1.3.1 氢化反应21-22
• 1.3.2 废气净化22-23
• 1.3.3 加氢脱氯反应23
• 1.3.4 挥发性有机物（VOCs）催化氧化23-24
• 1.3.5 赤泥改性及负载催化24
• 1.4 课题来源及研究意义24-25
• 1.5 研究内容与技术路线25-28
• 1.5.1 研究内容25-26
• 1.5.2 技术路线26-28
• 2 实验设备与方法28-34
• 2.1 赤泥原料及样品制备28
• 2.2 实验及检测设备28-30
• 2.3 改性赤泥的制备30-32
• 2.4 光催化活性测定32-34
• 3 改性前后赤泥特性分析34-42
• 3.1 粒度分析34-35
• 3.2 化学组成35-36
• 3.3 微观形貌36-37
• 3.4 比表面积及孔径分布37-40
• 3.5 本章小结40-42
• 4 光催化性能影响42-58
• 4.1 正交试验结果及分析42-46
• 4.1.1 极差分析42-44
• 4.1.2 方差分析44
• 4.1.3 正交试验最优条件确定及验证44-46
• 4.2 紫外光催化结果分析46-56
• 4.2.1 光照时间影响46-47
• 4.2.2 甲基橙溶液初始p H值的影响47-49
• 4.2.3 光照强度的影响49-50
• 4.2.4 改性赤泥用量的影响50-52
• 4.2.5 改性赤泥存放时间的影响52-53
• 4.2.6 改性赤泥循环次数的影响53-54
• 4.2.7 遮蔽与日光催化结果分析54-56
• 4.3 本章小结56-58
• 5 结论58-60
• 参考文献60-64
• 作者简历64-66
• 学位论文数据集66

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本文编号：661285