电气石矿物材料的加工及其应用基础研究

论文摘要

电气石是一种重要的环境功能材料,因具有自发电极性、发射远红外线、释放负离子等特性,在使用过程中可以重复利用、对环境无污染等优点而备受关注,在环境保护和人体健康等领域有着广泛的应用。本文研究的内容主要有两大项。首先以电气石为原料、去离子水为溶剂、锆球为研磨介质在质量比为4:10:47的配比下湿法球磨2小时获得了粒径为0.47μm的电气石粉体。在超细粉体的基础上,又制备了电气石陶粒。其次,以电气石粉体和陶粒为研究对象,开展了电气石在活化水,pH值改善、吸附重金属离子以及对二氧化钛光催化性能的影响等几个方面的研究。电气石与水作用后,通过测试水分子的17O核磁共振半高宽和水体的pH值,获得了活性可维持480 h的小分子弱碱性水。电气石对重金属离子的吸附作用是通过测试溶液中重金属离子的浓度来检验溶液中重金属离子含量是否超标,结果发现电气石对Cu2+和Zn2+的去除率均达99%以上。电气石对TiO2光催化性能的影响,是通过测试复合粉体的XRD、PL和对甲基橙的降解率来获得锐钛矿型、低的荧光发射强度和高的光催化活性的材料。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 电气石的研究历史
• 1.2 电气石的成分与结构
• 1.2.1 电气石的成分
• 1.2.2 电气石的结构
• 1.3 电气石的性质
• 1.3.1 热释电性
• 1.3.2 压电性
• 1.3.3 天然电极性
• 1.3.4 红外辐射特性
• 1.3.5 释放负离子特性
• 1.4 电气石的应用研究进展
• 1.4.1 单一的电气石材料的应用
• 1.4.2 电气石在复合材料领域的应用
• 1.5 论文研究的意义及内容
• 第二章 电气石粉体和陶粒的制备及表征
• 2.1 电气石原料的物相分析
• 2.2 实验所用原料试剂及仪器设备
• 2.3 超细电气石粉体的制备
• 2.4 电气石陶粒的制备
• 2.5 表征方法及讨论
• 2.5.1 X-射线衍射谱
• 2.5.2 激光粒度分析
• 2.5.3 扫描电镜
• 2.5.4 能谱分析
• 2.5.5 红外光谱
• 2.5.6 远红外发射能力测试
• 2.6 本章小结
• 第三章 电气石对水的活化作用
• 3.1 研究电气石活化水的意义
• 3.2 活化水的NMR 表征方法
• 3.2.1 NMR 产生原理
• 3.2.2 利用NMR 半高宽研究液态水的团簇结构
• 3.3 电气石活化水的实验流程
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 不同粒度的电气石粉体对水的活化作用
• 3.4.2 电气石陶粒对水的活化作用
• 3.4.3 电气石活化水的时效性测试
• 3.5 本章小结
• 第四章 电气石对水体PH 值的影响
• 4.1 引言
• 4.2 电气石对水体PH 值影响的实验流程
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 搅拌时间对水体pH 值的影响
• 4.3.2 电气石对不同酸碱度溶液pH 值的影响
• 4.3.3 不同煅烧温度的电气石对水体pH 值的影响
• 4.3.4 电气石循环利用次数对水体pH 值的影响
• 4.3.5 放置时间对水体pH 值的影响
• 4.3.6 陶粒的浸泡时间对水体pH 值的影响
• 4.4 本章小结
• 2+和Zn²⁺的吸附'>第五章 电气石对Cu²⁺和Zn²⁺的吸附
• 5.1 引言
• 5.2 吸附实验
• 5.3 测定分析方法
• 5.4 结果与讨论
• 2+的吸附'>5.4.1 电气石对Cu²⁺的吸附
• 2+的吸附'>5.4.2 电气石对Zn²⁺的吸附
• 5.5 吸附机理
• 5.6 本章小结
• 2复合粉体的光催化性能'>第六章 电气石/TiO₂复合粉体的光催化性能
• 2 光催化剂的研究现状'>6.1 TiO₂光催化剂的研究现状
• 2 光催化原理'>6.2 TiO₂光催化原理
• 2 复合粉体的制备方法'>6.3 电气石/TiO₂复合粉体的制备方法
• 2 复合粉体光催化性能检测'>6.4 电气石/TiO₂复合粉体光催化性能检测
• 6.5 结果与讨论
• 2 复合粉体的XRD 光谱'>6.5.1 电气石/TiO₂ 复合粉体的XRD 光谱
• 2 复合粉体的荧光光谱'>6.5.2 电气石/TiO₂复合粉体的荧光光谱
• 2 光催化性能的影响'>6.5.3 电气石含量对TiO₂光催化性能的影响
• 2 光催化性能的影响'>6.5.4 电气石粒径对TiO₂光催化性能的影响
• 2 光催化降解的机理'>6.6 电气石促进TiO₂光催化降解的机理
• 6.7 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT