白炭黑的制備酸浸動(dòng)力學(xué)及應(yīng)用研究.pdf

1、高嶺土作為一種重要的工業(yè)原料得到廣泛應(yīng)用,但經(jīng)酸浸提取了有價(jià)金屬后產(chǎn)生的大量酸浸渣的綜合利用率很低,并且廢渣占用土地,污染環(huán)境,因此合理處理高嶺土渣也就成為了一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。高嶺土渣的主要成分為無(wú)定形的二氧化硅,SiO2含量約為81％,因此是生產(chǎn)白炭黑的理想原料。
　　 本論文系統(tǒng)地研究了機(jī)械研磨對(duì)高嶺土渣制備白炭黑樣品的物理化學(xué)性能的影響。高嶺土渣研磨不同時(shí)間后在100℃用鹽酸(20wt.％)酸浸反應(yīng)2 h。采用x-射線衍射(

2、XRD)、紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、粒度分析、比表面分析及SiO2含量分析對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果表明機(jī)械研磨使得高嶺土渣的晶體結(jié)構(gòu)受到破壞,樣品的無(wú)定形度隨著研磨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；Si-O-Al和Al-OH鍵隨研磨時(shí)間的延長(zhǎng)強(qiáng)度逐漸減弱,有利于樣品的進(jìn)一步酸浸；同時(shí)機(jī)械研磨導(dǎo)致粉體顆粒粒度變小。制備的白炭黑樣品中SiO2含量隨研磨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大,最大值大于92％,樣品的比表面積最大值為167.84 m2/g,但是隨著研

3、磨時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng),SiO2含量和比表面積都呈下降趨勢(shì)。晶體結(jié)構(gòu)的破壞和無(wú)定形化有利于酸浸過(guò)程的進(jìn)行,從而使白炭黑樣品的SiO2含量和孔結(jié)構(gòu)得到改善。
　　 對(duì)高嶺土渣酸浸動(dòng)力學(xué)的研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨處理后,高嶺土渣的酸浸反應(yīng)活化能降低。高嶺土渣未研磨酸浸反應(yīng)活化能為43.01 kJ/mol,研磨活化4 h后酸浸反應(yīng)活化能為23.96 kJ/mol,表明高嶺土渣未研磨浸出過(guò)程屬于化學(xué)反應(yīng)控制,經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨活化4 h后浸出過(guò)程為固

4、體產(chǎn)物層內(nèi)擴(kuò)散控制。機(jī)械研磨對(duì)高嶺土渣有很好的活化效果,對(duì)浸出過(guò)程具有顯著的影響。
　　 為了探索白炭黑作為催化劑載體應(yīng)用的可能性,采用溶膠-凝膠法改性白炭黑,采用浸漬法制備了一系列不同鈦硅比(摩爾比)的V2O5-WO3/TiO2-SiO2催化劑,利用XRD、IR和比表面分析對(duì)催化劑樣品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并對(duì)樣品催化降解氣相鄰二氯苯(o-DCB)的性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,不同鈦硅比對(duì)催化劑的結(jié)構(gòu)和催化活性有顯著影響,釩在載