锂皂石的合成及吸附性能研究.doc

绿土族矿物的合成及其吸附性能的研究 学生姓名：俞海燕 专业班级：材料科学与工程0902班 指导老师：童东绅、周春晖 摘 要：本文采用新材料（亲水气相纳米二氧化硅）以及化学试剂Mg(OH)2、LiF作为起始物料，用水热合成的方法合成锂皂石，研究了反应条件对锂皂石形成的影响，并对锂皂石的合成条件进行了优化。最佳合成条件为：原料比LiF:Mg(OH)2: SiO2=0.26:1:1.5，时间6h，温度180℃，固液比20%。本文还对最佳反应条件下生成的产物进行了吸附性能测试。得出锂皂石平衡吸附时间是50ABSTRACT：In this paper, new material nano-SiO2 and Mg(OH)2、LiF was used as row materials to synthesis hectorite. The effect of reaction conditions to formation of hectorite was studied. And the hectorite synthesis conditions are optimized. The best synthesis condition is: time=6h, temperature=180℃, solid-liquid ratio=20%, the material ratio : LiF:Mg(OH)2:SiO2 = 0.26:1:1.5(molar ratio). The product which were synthesized under the best synthesis condition were researched the adsorption performance. The result is: For 40 mL 40 mg/L acid scarlet solution, the optimum dosage of hectorite is 0.07g. When the dosage of hectorite is 0.02g, the equilibrium adsorption time is 50 min, best adsorption temperature 50 ℃. And found hectorite adsorption acid scarlet by physical adsorption. In addition, found that hectorite also has good adsorption capacity to heavy metal ions(Cu2+, Cr3+) . KEY WORDS: hectorite, synthesis, adsorption property, acid scarlet, heavy metal 前言 随着科技进步、工业发展，生活条件得到了改善，但是同时却也带来了严重的水污染问题。水资源是一种极为宝贵的资源，如何快速、高效却又经济的处理污水，是一个热门而急需解决的问题。相应的研究不胜枚举，而粘土，就是那么一种理想的选择，尤其是具有层片结构，层片结构带负电的绿土族矿物之一—锂皂石。因此研究锂皂石的合成工艺，优化反应条件具有重要的意义。同时，吸附性能研究方面的数据更能证明这一事实。 实验部分 1.1 实验原料 实验原料有：氟化锂、氢氧化镁、纳米二氧化硅、酸性大红、硫酸铜、氯化铬、聚合氯化铝、二乙基二硫代氨基甲基钠、铬黑T等。 1.2 实验设备及仪器 实验设备及仪器分别有：强磁力搅拌器、数显智能控温磁力搅拌器、恒温磁力搅拌器、电子天平、分析天平、聚四氟乙烯内衬不锈钢晶化釜、电热恒温干燥箱、傅立叶变换显微红外光谱仪、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、离心机、光栅分光光度计、紫外分光光度计等。 1.3 实验总体流程 0.13-0.52gLiF+31gH2O磁力搅拌10min→向浆液中加入2.33gMg(OH)2继续搅拌1h→向浆液中加入3.60g纳米SiO2搅拌1.5h→将浆液转移到反应釜中在140-200℃下晶化1-6h→经产物干燥后进行XRD/FTIR/TGA-DSC表征→将结构最好的产物用于吸附性能检测（包括对酸性大红、铜、铬及复合溶液）。 1.4 表征条件与吸附性能测试内容 XRD：用ARL ADVANT’X型X射线衍射仪在2-～80o范围内以铜靶Kα射线进行测试，电压40kV，电流40mA，晶面间距用Bragg方程计算。 FT-IR：用Nicolet6700型FT-IR测试仪在4000～400cm-1范围内对样品KBr压片进行测试。 TGA-DSC：用METTLER TOLEDO TGA/DSC1同步热分析仪在30～900℃范围内测试