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基本信息

項(xiàng)目名稱：
負(fù)載型稀土多金屬氧酸鹽環(huán)境友好新材料的制備與研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
該項(xiàng)目試擬發(fā)展一種新型的負(fù)載型環(huán)境友好新材料體系。該體系利用沸石分子篩具有的交換、吸附、催化活性，稀土金屬、POM具有優(yōu)良的性能，將其負(fù)載到沸石分子篩制備負(fù)載型膨潤(rùn)土環(huán)境友好新材料，能夠順利固載稀土金屬、POM，也可對(duì)沸石、稀土金屬、POM的活性有所改善，同時(shí)達(dá)到對(duì)水中污染物去除的作用。
詳細(xì)介紹：
(1) 根據(jù)沸石的特點(diǎn)和我們近年來(lái)的前期研究成果，我們采用礦物界面物理化學(xué)理論方法、現(xiàn)代譜學(xué)和表面分析技術(shù)研究沸石稀土、沸石多金屬氧酸鹽、多金屬氧酸鹽負(fù)載機(jī)理及其特性。根據(jù)不同的體系，通過(guò)對(duì)沸石表面結(jié)構(gòu)、負(fù)載后礦物微結(jié)構(gòu)變化、負(fù)載離子與礦物層間表面的結(jié)合方式、對(duì)目標(biāo)污染物如磷氮及有機(jī)污染物吸附等的研究，闡明稀土、多金屬氧酸鹽、稀土-多金屬氧酸鹽在沸石中的排布模式及其功能材料對(duì)污染物的吸附機(jī)理。為負(fù)載型功能材料的分子設(shè)計(jì)、合成制備與實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù); (2) 研究不同負(fù)載體系、粒徑條件、焙燒溫度下制成沸石分子篩負(fù)載功能材料對(duì)目標(biāo)物質(zhì)吸附性能的影響，確定最佳條件，針對(duì)目標(biāo)污染物確定最佳材料并預(yù)測(cè)平衡吸附容量、壽命、穩(wěn)定性等; (3) 對(duì)負(fù)載功能材料進(jìn)行連續(xù)模擬實(shí)驗(yàn)，以取得實(shí)際所需的各種動(dòng)力學(xué)條件；用實(shí)際水樣進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，以取得實(shí)際應(yīng)用時(shí)所需的參數(shù)。用吸附理論對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，以找到能說(shuō)明該吸附行為的理論，并予以數(shù)據(jù)化; (4) 對(duì)負(fù)載材料增效性能的機(jī)理進(jìn)行探討，建立污染物脫除機(jī)理的理論模型，通過(guò)對(duì)負(fù)載功能材料構(gòu)造關(guān)系的探討，加強(qiáng)理論研究

作品專業(yè)信息

撰寫(xiě)目的和基本思路

本課題擬將利用沸石原材料選擇合適的配比合成沸石分子篩，并將發(fā)展一種新型的稀土-多金屬氧酸鹽（POM）負(fù)載型環(huán)境友好新材料體系，該體系利用沸石具有的交換、吸附、催化活性，稀土金屬、POM具有的優(yōu)良性能，將其負(fù)載到沸石分子篩制備負(fù)載型環(huán)境友好新材料，能夠順利固載稀土金屬、POM，也可對(duì)蒙脫石、稀土金屬、POM的活性有所改善，同時(shí)達(dá)到對(duì)水中污染物去除的作用。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

據(jù)前期研究，單一的插層負(fù)載體系只能對(duì)單一目標(biāo)物有較好的去除效果，如單獨(dú)除磷、脫氮較好，同時(shí)除磷脫氮的效果就不盡如人意，同時(shí)固載的穩(wěn)定性不佳。據(jù)現(xiàn)有的研究成果，不同的負(fù)載體系，我們擬研究開(kāi)發(fā)的一種新型的稀土-（POM）負(fù)載型沸石分子篩環(huán)境友好新材料體系，達(dá)到對(duì)水中污染物同時(shí)去除的作用。特別是將研究闡明稀土元素及POM固載機(jī)理和對(duì)污染物的吸附機(jī)理。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本項(xiàng)目的關(guān)鍵在于篩選出適合的稀土-多金屬氧酸鹽負(fù)載體系，并解決固載的方法，從而制備適用性廣、穩(wěn)定性好、使用壽命長(zhǎng)的新材料；通過(guò)對(duì)脫除增效性能與機(jī)理的研究，解決從水中去除氮、磷和有機(jī)污染物的技術(shù)。

學(xué)術(shù)論文摘要

用兩種方法制備了TiO2負(fù)載含鉬多氧酸的復(fù)合材料，對(duì)制備條件進(jìn)行了篩選。以甲苯為目標(biāo)物進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，考察了復(fù)合光催化劑的活性。結(jié)果表明，B1/TiO2對(duì)甲苯的吸附優(yōu)于B2/TiO2。優(yōu)化制備出的B1/TiO2在40min內(nèi)對(duì)甲苯的吸附可達(dá)55.56%。B1/TiO2的制備條件為：負(fù)載量：mB:m TiO2=1:7，焙燒溫度：400℃，焙燒時(shí)間：3h。B2/TiO2的制備條件為：負(fù)載量：mB=0.5000g，反應(yīng)前超聲時(shí)間：40min，反應(yīng)后超聲時(shí)間：50min，焙燒溫度：400℃；焙燒時(shí)間：3h。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

[1] 韓華俊, 陳彤, 王公應(yīng). 負(fù)載雜多酸化合物催化酯類反應(yīng)[J]. 2006, 14(1): 1- 4. [2] WANG En-Bo(王恩波), HU Chang-Wen(胡長(zhǎng)文), XU Lin(許 林). Introduction to學(xué)導(dǎo)論) Beijing: Chem. Ind. Press, 1998.170~211. [3] Yamase T. Chem. Rev. 1998,98(1):307~325. [4] 胡祖美,張艷,王金渠等.苯在活性炭纖維上吸附等溫線的測(cè)定及分析[J].石油學(xué)報(bào)（石油加工）,2008,24(4)：484-487. [5] 管蓮秀,李軍平,魏偉等.疏水微/介孔材料的合成及其對(duì)苯及其同系物的吸附[J].化工進(jìn)展，2008,27(9)：1446-1452. [6] 許玉生.新型吸附樹(shù)脂對(duì)水中苯的吸附行為[J].化學(xué)研究與應(yīng)用,2005,17(1): 131-133. [7] 曾擁軍,王一男,王昕等. 氫氧化鈮改性沸石分子篩的表面酸性及其催化活性[J].2007,(11):641-645.

同類課題研究水平概述

在技術(shù)方面，本課題將在國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有負(fù)載組裝的理論與實(shí)踐的研究基礎(chǔ)上提出負(fù)載功能材料的新型分離技術(shù)，對(duì)提升云南沸石的資源價(jià)值，開(kāi)拓其新的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，本項(xiàng)目具有一定的技術(shù)創(chuàng)新性。
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