氧化鋁基球形吸附材料的制備及其性能研究.pdf

1、13X分子篩和MnO2是常見的重要吸附材料。前者廣泛應(yīng)用于二甲苯異構(gòu)體的分離，后者常應(yīng)用于處理廢水中偶氮類和酚類有機(jī)化合物。目前，13X分子篩主要為塊狀、棒狀或轉(zhuǎn)動滾球法制成的球形而MnO2多為粉體。這些形貌在工業(yè)應(yīng)用時存在諸多缺陷。為了拓展兩種吸附材料的應(yīng)用領(lǐng)域，尋求新的成型工藝來制備物化性能更為優(yōu)異的吸附劑是十分必要的。以鋁溶膠為鋁源通過油柱成型工藝制備的球形氧化鋁載體，具有表面光滑、粒徑均一、孔結(jié)構(gòu)優(yōu)良、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)異特征。因此

2、，研究以鋁溶膠為粘結(jié)劑，通過油柱成型工藝制備尺寸單分散的球形13X分子篩和MnO2吸附材料具有重要的理論和工業(yè)應(yīng)用意義。
　　 本論文通過調(diào)節(jié)鋁溶膠與MnO2粉體的比例，在油柱成型工藝制備球形氧化鋁載體的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化成型、老化和焙燒等步驟的單元操作參數(shù)，制備了一系列不同MnO2含量的球形MnO2-Al2O3吸附材料。采用XRD、FT-IR、BET等測試手段對所制備樣品的晶相結(jié)構(gòu)和孔特性進(jìn)行了詳細(xì)的表征分析，結(jié)果表明，鋁溶膠

3、和MnO2之間沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，鋁溶膠的加入不改變MnO2的晶相結(jié)構(gòu);所得到的球形MnO2-Al2O3材料具有表面光滑、球形度高和尺寸分布窄等特征，其孔結(jié)構(gòu)主要為介孔;隨著鋁溶膠粘結(jié)劑用量的增加，成型更加容易，在現(xiàn)有條件下，其成型的最小添加量為15wt％（以焙燒產(chǎn)物Al2O3計算）;鋁溶膠的添加量在一定范圍內(nèi)調(diào)變，可有效調(diào)控球形MnO2-Al2O3的形貌和孔結(jié)構(gòu)性質(zhì)。
　　 本論文在調(diào)節(jié)鋁溶膠添加量的基礎(chǔ)上，通過添加有機(jī)造孔劑（

4、如丙酮和丙烯酸銨）來進(jìn)一步調(diào)控球形MnO2-Al2O3吸附材料的尺寸大小和孔結(jié)構(gòu)。采用XRD、BET等表征手段對所制備樣品的晶相結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果表明:丙酮和丙烯酸銨造孔劑不影響球形MnO2-Al2O3材料的晶相結(jié)構(gòu);在一定范圍內(nèi)能有效調(diào)控球的尺寸和孔結(jié)構(gòu)，隨著添加量的增加，球直徑變小，比表面積和孔容增大，平均孔徑減小，堆密度降低，壓碎強(qiáng)度降低。其中，比表面積的增幅非常顯著，添加丙酮后其比表面積最高可達(dá)212.80m2/g，是未

5、改性產(chǎn)品的3倍。
　　 本論文以鋁溶膠作為粘結(jié)劑，采用微流注射成型技術(shù)，通過調(diào)控鋁溶膠的添加量制備了一系列微球形13Xzeolite-Al2O3材料。采用XRD、BET等表征手段對所得到的樣品的晶相結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的分析，結(jié)果表明:鋁溶膠的添加不影響13X分子篩的晶相結(jié)構(gòu);樣品具有表面光滑、球形度高、尺寸大小分布窄的特征;微球形13Xzeolite-Al2O3具有微孔和介孔的雙孔結(jié)構(gòu);鋁溶膠的添加量最小為5wt％（以氧化鋁計