酸/热处理对海泡石吸附甲醛的影响及其机理分析

梁凯, 罗莹华, 彭美勋, 赵宏伟. 酸/热处理对海泡石吸附甲醛的影响及其机理分析[J]. 矿产保护与利用, 2022, 42(2): 120-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.02.016
引用本文: 梁凯, 罗莹华, 彭美勋, 赵宏伟. 酸/热处理对海泡石吸附甲醛的影响及其机理分析[J]. 矿产保护与利用, 2022, 42(2): 120-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.02.016
LIANG Kai, LUO Yinghua, PENG Meixun, ZHAO Hongwei. Study on Effects of Acid Modification or Heat Treatment on Formaldehyde Adsorption of Sepiolite in Air and the Related Mechanisms[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2022, 42(2): 120-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.02.016
Citation: LIANG Kai, LUO Yinghua, PENG Meixun, ZHAO Hongwei. Study on Effects of Acid Modification or Heat Treatment on Formaldehyde Adsorption of Sepiolite in Air and the Related Mechanisms[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2022, 42(2): 120-125. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2022.02.016

酸/热处理对海泡石吸附甲醛的影响及其机理分析

  • 基金项目:
    国家自然科学基金(22008060);广东省科技计划项目(2017A010103028);湖南省自然科学基金(2020JJ5196)
详细信息
    作者简介: 梁凯(1968-),男,博士,副教授,研究方向: 非金属矿物材料和三废处理,E-mail: 2238271700@qq.com
    通讯作者: 彭美勋(1966-),男,博士,副教授,研究方向: 非金属矿利用和固体废物资源化,E-mail: orally@163.com
  • 中图分类号: TD985;TQ424

Study on Effects of Acid Modification or Heat Treatment on Formaldehyde Adsorption of Sepiolite in Air and the Related Mechanisms

More Information
  • 为再生海泡石的甲醛吸附能力,分别对经质量分数15%盐酸于60 ℃搅拌8.5 h和于100~600 ℃热处理5 h的海泡石进行甲醛静态吸附研究,并结合X射线衍射、红外吸收光谱、热重、BET比表面积和扫描电镜分析研究吸附机理。结果表明: 经≤450 ℃热处理的海泡石基本保持良好的甲醛吸附性能,但酸处理和≥500 ℃热处理均显著降低海泡石的甲醛吸附性能。推测海泡石相的结晶水对甲醛形成化学吸附,而其沸石孔洞为主的结构微孔有利于物理吸附的甲醛占位。酸处理使海泡石中大量的Al3+和Mg2+被H+取代,使原本与Mg2+结合的结晶水脱失,结构层拆解,其微孔面积则因结构微孔坍塌而显著减少,从而严重降低其甲醛吸附量; 而经≥500 ℃热处理后,海泡石相的全部结晶水不可逆脱出,全部结构微孔坍塌消失,甲醛吸附能力消失。该研究支持海泡石通过合理温度的热处理消除吸附的甲醛并再生吸附功能持续去除空气中的甲醛。

  • 加载中
  • 图 1  吸附剂的XRD谱

    Figure 1. 

    图 2  吸附剂的FTIR曲线

    Figure 2. 

    图 3  海泡石及其酸化样品的热重曲线比较

    Figure 3. 

    图 4  吸附剂的BET比表面积及其微孔与外比表面积

    Figure 4. 

    图 5  吸附剂的平均孔径与平均粒径

    Figure 5. 

    图 6  海泡石(a, b)和酸化海泡石(c, d)的SEM形貌

    Figure 6. 

    图 7  海泡石/甲醛质量比对吸附容量的影响

    Figure 7. 

    图 8  甲醛质量浓度对吸附容量的影响

    Figure 8. 

    图 9  吸附时间对吸附容量的影响

    Figure 9. 

    图 10  热处理温度对吸附容量的影响

    Figure 10. 

    表 1  海泡石其及酸化样的化学组成

    Table 1.  Chemical analysis of sepiolite and the acidized sepiolite  /%

    样品性质 LOI (灼减) Al2O3 SiO2 Fe2O3 CaO MgO K2O Na2O TiO2
    海泡石 11.43 4.70 58.28 1.44 4.18 19.14 0.29 0.09 0.14
    酸化海泡石 8.70 2.22 79.47 0.23 0.11 8.53 0.29 0.06 0.19
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出版历程
收稿日期:  2022-02-18
刊出日期:  2022-04-25

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