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凹凸棒石(PG)是一種鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水鎂鋁硅酸鹽黏土礦物。由于其特殊的納米棒狀晶體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，凹凸棒石具有發(fā)育的微孔孔道和巨大的比表面積，NH3分子可以自由的進(jìn)入到內(nèi)孔道，這是凹凸棒石對NH3等極性小分子具有吸附性能的根源之一。NH3也是一種堿性探針分子，通過不同溫度煅燒凹凸棒石對NH3的吸脫附實(shí)驗(yàn)，可以探測凹凸棒石上存在的不同類型的酸性位，以及不同溫度煅燒凹凸棒石表面酸性的變化特征。關(guān)于凹凸棒石熱處理脫水的結(jié)構(gòu)演化規(guī)律已有相關(guān)方面的報(bào)道，結(jié)果表明了適當(dāng)?shù)臒崽幚碛欣诟纳破淅砘再|(zhì)，但關(guān)于熱處理凹凸棒石水化后表面性質(zhì)變化的研究很少。
本論文以小型在線質(zhì)譜儀為主要分析手段，采用程序升溫控制爐固定床反應(yīng)器評價(jià)了不同溫度煅燒凹凸棒石對NH3的吸脫附性能，結(jié)合X射線衍射、X射線熒光光譜分析和比表面積分析等現(xiàn)代分析技術(shù)的表征，研究了沉積和熱液兩種不同成因的凹凸棒石經(jīng)過不同溫度煅燒后的結(jié)構(gòu)演化、比表面積的變化、表面性質(zhì)的變化及其對NH3的吸脫附性能的影響。
結(jié)果表明：隨著煅燒溫度的不斷提高，凹凸棒石的表面吸附水和內(nèi)孔道吸附水逐步脫除，比表面積先增后減，100℃煅燒的凹凸棒石比表面積最大，是煅燒凹凸棒石吸附NH3的活化溫度點(diǎn)。再隨著凹凸棒石結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水的脫除，內(nèi)孔道結(jié)構(gòu)發(fā)生折疊塌陷，凹凸棒石的內(nèi)孔道折疊溫度在250～300℃之間，只有低于300℃煅燒的凹凸棒石經(jīng)過水化處理折疊的內(nèi)孔道才能恢復(fù)。凹凸棒石經(jīng)過200～300℃煅燒再水化處理，對NH3的吸附量比未處理的凹凸棒石顯著增加，250℃是煅燒凹凸棒石水化處理吸附NH3的最佳溫度點(diǎn)。
本論文研究了熱處理凹凸棒石的水化作用對其結(jié)構(gòu)的恢復(fù)及對NH3吸脫附的影響，揭示了NH3的吸附機(jī)理，為凹凸棒石吸附小分子氣體的機(jī)理研究提供必要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論指導(dǎo)。

    關(guān)鍵詞：
    氨氣分子 凹凸棒石 熱處理 結(jié)構(gòu)演化 吸附機(jī)理
    作者：
    孔德軍
    學(xué)位授予單位：
    合肥工業(yè)大學(xué)
    授予學(xué)位：
    碩士
    學(xué)科專業(yè)：
    環(huán)境工程
    導(dǎo)師姓名：
    陳天虎
    學(xué)位年度：
    2012
    語種：
    中文
    分類號：
    X511 X506
    在線出版日期：
    2012年11月30日