层状材料合成和环境应用研究

论文题目: 层状材料合成和环境应用研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 环境科学

作者: 姚铭

导师: 王凯雄

关键词: 皂石,水滑石,吸附,催化裂化,水热合成,层状硅酸盐,染料

文献来源: 浙江大学

发表年度: 2005

论文摘要: 层状材料中皂石和水滑石是两种具有实际使用价值的离子型材料.皂石作为一种阳离子型层状硅酸盐材料,在纳米材料、医药和催化剂制备等应用中显示了广阔的应用潜力.水滑石类物质作为一种阴离子型材料具有很大的阴离子交换容量,其焙烧态更具有强阴离子吸附能力,在催化剂和医药中已经有了广泛的应用和研究. 在各类有机污染物中,离子型有机污染物是一类难治理物质.研究采用了水热合成方法,进行了人工水热合成阳离子无机离子交换剂（皂石）和阴离子无机材料（水滑石）.实验以此为基础,以治理极性有机化合物为目标开展了一系列相关的研究. 皂石的水热合成相对较为容易,但也包括了很多实验影响因素.合成浆液的pH值能显著的影响合成得到皂石的结构,特别是铝原子在层状结构中的分布.并且,该影响因素对于高电荷（高四面体铝取代量）皂石的合成的影响更大.27A1MAS NMR的结构严格证明了合成皂石的结构还受到反应温度和晶化时间的影响.在各类皂石合成影响因素中,浆液的pH和晶化反应温度影响最大.XRD,FT-IR,SEM,TEM和元素分析表征了上述材料. 在新的合成路线探索中,研究发现了微波水热方法合成路线不失为一个实验室快速制备层状硅酸盐的简单方法.在一定的温度压力条件下,微波水热合成方法可以合成具有一定长程有序性的皂石矿物.常压条件长时间内合成所得到的产物中含有一定量的无定形SiO2.同时也发现,随着微波水热合成压力的提高,Si（A1）-O伸缩振动频率发生了明显的红移,可以作为分析合成皂石结晶度的一个指示性参数.这同时反映了层状材料片层结构大小和四面体铝取代量.低频振动（归属于Si-O-Mg）强度和峰形对于合成条件变化非常敏感和有效.特别是归属于Si-O-Mg弯曲振动模式的吸收强度随着合成压力的增加有了明显的增强.

论文目录:

中文摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 皂石水热合成研究现状

1.2 层柱粘土在环境中应用研究进展

1.2.1 层柱粘土及其合成

1.2.2 层柱分子筛的环境应用

1.2.2.1 高级催化氧化技术

1.2.2.1.1 光催化深度处理有机污染物

1.2.2.1.2 湿式催化有机污染物

1.2.2.1.3 选择性催化还原NO_x(SCR法)

1.2.2.2 表面吸附污染物

1.3 水滑石类材料的合成和环境应用研究进展

1.3.1 水滑石的合成

1.3.2 环境治理中的应用

1.3.3 结语

1.4 论文的立题背景和研究方法

1.4.1 立题背景

1.4.2 研究方法和内容

参考文献

第二章 微波水热合成镁皂石研究

前言

1 实验部分

1.1 皂石的微波水热合成

1.2 材料的测试和表征

2 实验结果与讨论

3 结论

参考文献

第三章 层状硅酸盐镁皂石水热合成与表征

前言

1 实验部分

1.1 皂石的水热合成

1.2 合成皂石的表征

2 结果与讨论

2.1 浆液pH大小对于水热合成皂石结构的影响

2.2 水热晶化时间对于合成镁皂石结构的影响

2.3 反应温度对于合成皂石的影响

2.4 反应釜内衬的对比实验

2.5 其他实验表征结果

3 结论

参考文献

第四章 层柱临安蒙脱石合成及表征

前言

1 实验部分

1.1 铝柱层柱粘土的合成

1.2 层柱粘土的结构表征

1.3 层柱粘土的催化裂化

2 实验结果与讨论

2.1 层柱蒙脱石的结构表征与分析

2.2 反应温度对于催化裂解转化率影响

2.3 制备途径对于催化裂解性能的影响

3 结论

参考文献

第五章 铝柱皂石的合成和染料吸附性能研究

前言

1 铝柱皂石的水热合成

1.1 皂石的水热合成表征

1.2 交联剂的配制和铝柱皂石的合成

2 材料表征与测试

3 实验结果与讨论

3.1 典型皂石的合成与层柱实验

3.2 铝柱高电荷皂石的合成与表征

3.3 铝柱皂石的阳离子染料的吸附研究

4 小结

参考文献

第六章 铝柱皂石在裂化催化剂中的应用研究

前言

1 实验部分

1.1 实验材料

1.2 催化剂活性测试

1.3 其他

2 结果与讨论

2.1 铝柱皂石和铝柱蒙脱石在催化裂化催化剂中的添加

2.2 铝柱皂石对于催化裂化催化剂性能影响

2.3 其他

3 结论

参考文献

第七章 铝柱镍皂石的合成与染料吸附性能研究

前言

1 实验结果与讨论

1.1 镍皂石和层柱镍皂石的合成

1.2 材料的表征测试

1.3 层柱镍皂石的亚甲基蓝吸附实验

2 实验结果与讨论

2.1 材料的合成和表征

2.2 亚甲基蓝吸附实验

3 小结

参考文献

第八章 合成水滑石治理水体阴离子染料污染研究

前言

1 实验部分

1.1 水滑石及其焙烧态的水热合成

1.2 合成材料的表征

1.3 阴离子染料的吸附研究

2 结果

2.1 水滑石及其焙烧态的合成和表征

2.2 甲基橙在水滑石和其焙烧态上的吸附

2.3 阴离子竞争性吸附实验

2.4 pH对于吸附实验的影响

2.5 不同吸附剂吸附甲基橙性能的比较实验

2.6 其他

3 讨论

3.1 层电荷大小对于合成水滑石的结构的影响

3.2 甲基橙在不同电荷水滑石及其焙烧态上的吸附

4 小结

参考文献

第九章 尿素法合成水滑石和阴离子染料吸附行为研究

前言

1 实验部分

1.1 水滑石的尿素路线合成

1.2 合成水滑石和焙烧态氧化物的结构表征

1.3 水体阴离子污染物的吸附行为研究

2 实验结果与讨论

2.1 甲基橙染料在焙烧态水滑石的吸附实验

2.2 酸性橙(AO7)在焙烧态氧化物上的吸附行为

2.3 其他

3 结论

参考文献

第十章 结论与建议

作者简历

攻读博士学位期间已发表和待发论文

致谢

浙江大学博士学位论文原创性声明

发布时间: 2005-07-21

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