【摘要】：木質陶瓷是一種采用木材(或其它木質材料)浸漬熱固性樹脂后真空(或氮氣保護)碳化而成的一種新型多孔質碳素材料。本研究以農業(yè)廢棄物秸稈和酚醛樹脂為主要原料,通過硅藻土改性,制備了一種新型的環(huán)境功能材料,并用于污染廢水的處理,為木質陶瓷的研究開辟了新的方向。通過添加硅藻土對其進行改性,結合熱壓成型,經真空高溫燒制而成硅藻土改性木質陶瓷。通過正交和單因素試驗考察了不同配比和工藝參數(shù)對木質陶瓷性能的影響,結合SEM、XRD、FI-TR、壓汞法、三點彎曲法等檢測手段對試驗所制備的木質陶瓷的結構及性能進行表征。結果表明:制備硅藻土改性木質陶瓷的最佳方案為:秸稈粉末125g、硅藻土100g、酚醛樹脂80g,硅藻土和秸稈粉末混合料研磨時間為20min,熱壓溫度150℃,保壓時間30min,煅燒溫度為1100℃、保溫時間60min。木質陶瓷的孔徑范圍主要在1500~2800nm,孔隙率約為28.3%,比表面積達到7.83m~2/g左右,破壞強度最終為87N。對四環(huán)素的去除試驗表明,在pH為3~4之間吸附效果較好,吸附進行6小時后基本達到平衡,準二級動力學模型更適合描述對木質陶瓷吸附四環(huán)素的過程,液膜擴散是該吸附過程的主要控制速率步驟。吸附熱力學的擬合結果表明,Freundlich、Redlich-pereeson和Koble-Corrigan模型的擬合度都較高,說明木質陶瓷吸附四環(huán)素是一個不均勻吸附的復合吸附體系,這也與材料本身的復合特性有關。硅藻土改性木質陶瓷與Fenton法聯(lián)用對四環(huán)素的去除有明顯的協(xié)同作用,較單獨使用木質陶瓷進行吸附效果提升47.3%。準二級動力學和Freundlich同樣較適合對木質陶瓷吸附對苯二酚的過程進行描述,該吸附過程包括液膜擴散、顆粒內擴散和化學反應,吸附存在多分子層吸附,同時吸附熱隨吸附量線性降低。
【圖文】：

木質陶瓷制備及吸附的技術路線

2.1.2 硅藻土的表征（1）硅藻土的微觀形貌圖2-1是試驗所用硅藻土原料的掃描電鏡圖，從圖中可以看出，這種硅藻土原礦主要是圓盤藻居多，成分為均質性蛋白石，圓盤直徑0.003-0.02 mm，表面孔徑（40～700 nm），，且是不均分布結構。圖 2-1 硅藻土的 SEMFig. 2-1 SEM photograph of diatomite(2)硅藻土化學成分分析表 2-1 是作為木質陶瓷原料的硅藻土組分占比及燒失量分析。由表 2.1 分析可知，硅藻土的含有少量的 Fe2O3、Al2O3及微量的 MgO、TiO2，主要成分是 SiO2，原料燒失量較大。表 2-1 硅藻土的組分及燒失量分析Table 2-1 Analysis of main composition of diatomite and loss on ignition化學成分 SiO2
【學位授予單位】：華北水利水電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X703;TQ424

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本文編號：2614546