硅藻土陶制品制备及复合TiO2的性能研究

论文摘要

近年来，硅藻土因其空气净化、不燃、质轻、隔音隔热等特点以及调湿等良好的环境属性，在室内装饰和光催化剂载体等方面越来越受到人们的重视，硅藻土产品优势明显；硅藻土具有大的比表面积、良好吸附性等优点，作为TiO2等光催化剂的载体，具有很好的科研价值和广阔的应用前景。硅藻土很多优良的性能都源于其独特的多孔结构，如果能降低烧结温度，实现硅藻土制品的低温烧结，不仅能保留其完好的多孔结构，还可以使制品满足实际应用的强度等方面的要求，也能够降低工业生产成本。本文采用半干压成型法制备坯体，经过较低温度的烧结获得硅藻土陶制品，通过抗压强度、气孔率、烧结收缩率、吸附性试验等测试手段，对制品性能进行表征。结果表明，原料组成、成型压力、烧结温度以及保温时间等对陶制品性能都有影响。结果表明，通过调整试验工艺，在烧结温度在800℃、保温时间为3h时，制得的硅藻土陶制品有较好的综合性能。由于烧结温度低，原料廉价易得，性能优异，硅藻土制品具有很好的市场前景。在上述实验的基础上，配方中添加了高岭土和煤矸石，通过相关的测试手段对样品性能进行表征。结果表明，高岭土添加量低于30wt.%、煤矸石添加量低于10wt.%时，随着添加量的增加，烧结收缩率降低，抗压强度提高，气孔率下降。亚甲基蓝的吸附实验表明，添加高岭土能显著提高硅藻土陶制品的吸附性能。以尿素作为沉淀剂，采用均匀沉淀法在陶粒上负载TiO2，通过光催化测试结合XRD等测试手段对样品性能进行表征。结果表明，在所选因素的水平范围内，水浴温度和时间、煅烧温度对光催化性能的影响最大。初步确定最佳条件为：水浴温度70℃、水浴时间120min、煅烧温度400℃。均匀沉淀法制备TiO2/硅藻土陶制品，原料廉价、样品性能较好、生产工艺简单、便于工业化生产，具有很好的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 21'>1.1 纳米 TiO₂1
• 2简介'>1.1.1 TiO₂简介
• 2光催化基本原理'>1.1.2 TiO₂光催化基本原理
• 2光催化技术的新应用'>1.1.3 TiO₂光催化技术的新应用
• 2的缺陷'>1.1.4 纳米 TiO₂的缺陷
• 2的负载'>1.2 TiO₂的负载
• 1.2.1 载体的作用
• 2的负载方法'>1.2.2 TiO₂的负载方法
• 2载体'>1.2.3 TiO₂载体
• 1.3 天然矿物载体
• 1.3.1 层状结构硅酸盐
• 1.3.2 架状结构硅酸盐
• 1.3.3 环状结构硅酸盐
• 1.3.4 链状结构硅酸盐
• 1.4 硅藻土简介
• 1.4.1 硅藻土的形成及形貌
• 1.4.2 硅藻土的物化特性
• 1.4.3 硅藻土的分布
• 1.4.4 硅藻土的应用现状
• 1.5 选题背景及研究意义
• 1.6 可行性
• 1.7 研究内容
• 1.7.1 硅藻土陶制品的制备及影响因素的探讨
• 2的制备及性能研究'>1.7.2 硅藻土陶制品复合 TiO₂的制备及性能研究
• 第2章 硅藻土陶制品的制备及性能测试
• 2.1 实验原料
• 2.2 实验仪器
• 2.3 测试方法
• 2.3.1 收缩率测试
• 2.3.2 吸水率、显孔率测试
• 2.3.3 抗压强度测试
• 2.3.4 比表面积测试
• 2.3.5 吸附实验
• 2.4 实验过程
• 2.5 性能测试与结果分析
• 2.5.1 原料配比的影响
• 2.5.2 成型压力的影响
• 2.5.3 烧结温度的影响
• 2.5.4 烧结时间的影响
• 2.5.5 造孔剂的影响
• 2.5.6 添加高岭土的影响
• 2.5.7 添加煤矸石的影响
• 2.6 本章小结
• 2的制备及光催化活性'>第3章 硅藻土陶制品复合 TiO₂的制备及光催化活性
• 3.1 实验原料
• 3.2 实验仪器
• 3.3 实验设计及步骤
• 3.4 测试方法
• 3.4.1 XRD 测试
• 3.4.2 紫外-可见吸收光谱
• 3.4.3 降解率测试
• 3. 5 性能测试及结果分析
• 3.5.1 X 射线衍射分析
• 3.5.2 紫外-可见吸收光谱
• 3.5.3 降解率测试
• 3.6 重复利用性能分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 全文总结
• 4.1 结论
• 4.2 创新点
• 4.3 展望
• 参考文献
• 作者简介
• 致谢