硅藻土的環境应用.docxVIP

硅藻土作为载体及/硅藻土光催化材料负载的应用研究摘要：简要介绍硅藻土作为几种载体在几个不同领域的应用，着重探究/硅藻土复合光催化材料的功能应用以及硅藻土作为此种材料负载的优势。结果表明，硅藻土是一种极具前景的载体材料，不仅在环保、食品、化工等领域可广泛应用，且在光催化功能材料这一研究层面也有不可小觑的价值。关键词：硅藻土载体光催化0 引言近年来，硅藻土在助滤剂、保温材料及填料等方面的应用十分广泛。但是由于硅藻土具有独特的硅藻微孔壳体结构及较强的吸附性，使其具有许多特殊的技术和物理性能，是一种得天独厚的载体材料，使其在载体领域有很大潜力，若对其进行深加工，将会在实际生产生活中降低制品成本并获取较大效益。1 硅藻土资源概况硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩石，主要由古代硅藻遗骸组成。硅藻土的矿物成分主要是蛋白石及其变种，其次是粘土矿物——水云母、高岭土和矿物碎屑。矿物碎屑有石英、长石、黑云母及有机质等。颜色为白色、灰白色、灰色和浅灰褐色等，具有细腻、松散、质轻、多孔、吸水和渗透性强的特性。硅藻土广泛分布在中国、美国、丹麦、法国、苏联、罗马尼亚等国。我国硅藻土储量丰富，仅次于美国，居世界第二。硅藻土最早是在1935年首先由杨钟健教授在山东省的临胸县发现的，随后, 在吉林、浙江、云南又有了新的发现[1]。我国的硅藻土资源，保守估计，目前我国已在14 个省市自治区发现硅藻土矿70 余处，已探明储量4. 06 亿吨，远景储量超过20 亿吨。在吉林长白、内蒙、广东徐闻、云南腾冲4 处发现了优质硅藻土，其中吉林长白是世界上储量达上千万吨的优质硅藻土产地之一[2]。我国的硅藻土资源分布虽广，但优质矿土区较少，其他矿床大多数为3~4级土，由于杂质含量高，不能直接深加工利用。2 载体硅藻土的应用2.1　抗菌剂载体的应用2.1.1 实验过程参考郭秀瑞等所做的实验。试验选用内蒙古化德产的硅藻土精土。首先将硅藻土干燥，用气流磨超细到1 250 目，在900℃以下煅烧后，用酸处理，得到堆密度为0.39g/mL 的优质硅藻土。处理后的硅藻土比表面积大，孔隙率高，吸附率大。把无机抗菌剂用溶液按一定比例溶解后，分为两份，一份待用，为抗菌液。另一份按一定比例加入优质硅藻土，搅拌均匀，即为硅藻土载体抗菌剂。将硅藻土载体抗菌剂和抗菌液分别按不同量加到金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、绿胺杆菌、炭疽杆菌的培养皿中。进行不同时间的抑菌实验。由于该硅藻土精土具有孔隙率高、比表面积大、对液体的吸附率高的特点，将其加入到高速搅拌机中，在搅拌过程中用雾化器加入一定量的无机抗菌剂溶液或无滴剂溶液，搅拌一定时间后，即得载体抗菌剂或载体无滴剂产品。2.1.2 实验结论表1 不同时间、不同量的硅藻土载体抗菌剂与抑菌环大小的关系[3]表2 不同时间、不同量的抗菌液与抑菌环大小的关系[3]对表1和表2进行分析对比，可以看出经特殊处理的硅藻土孔隙率很高，对液体的吸附能力强，可以做为吸附载体来使用。其中的机理是硅藻土将抗菌液吸附到孔隙内，对抗菌液起到了保护作用，还可起到缓释的作用，使其抑菌效果能较长期保持。从表1中可以看出2d和40d的各种细菌培养皿中抑菌环的大小基本一样，没有十分明显的变化。由此可以说明硅藻土载体抗菌剂能起到缓释长效的作用。并且从表中还可以看出载体抗菌剂加入的量。2.2 催化剂载体的应用2.2.1 载体成分硫酸生产用的钒催化剂是以V2O5 为活性组分，以K2O、Na2O 为助催化剂，以硅藻土为载体，另外添加一种或几添加剂制成的。有V2O5、K2SO4、Na2SO4 、Fe2O3，其中SiO2 ( 硅藻土) 占62% ~ 70%，烧失量 3. 5% 。2.2.2 载体要求硅藻土作为钒催化剂的载体需要达到以下要求:（1）载体要有支撑作用，并且有较好的可塑性，能制成所需要的形状，如圆柱、环形，并且具有较高的机械强度；（2）载体要有分散作用，能把V2O5 分散在硅藻土中，并保持其不变；（3）载体要有热稳定作用，防止V2O5 在高温下发生半熔现象，使得活性组分V2O5 发生转移，所以不仅强度要高，性能还要稳定。各种型号的钒催化剂，最低使用温度为390℃~430 ℃，最高温度为610℃~ 660 ℃，因此，要求硅藻土必须有良好的热稳定性和足够的耐热性；（4）载体还要不含有毒物质氟和砷。为此，对作钒催化剂载体的硅藻土要求是：颜色应黄白、白色，孔结构要好，比表面积要大，SiO2 65%，烧失量10% 。应该强调的是，SiO2 的含量并不是决定作催化剂载体的最重要指标，决定性的重要指标是微孔结构，而微孔结构是由硅藻植物群决定的。2.2.3小结硅藻土作为以非晶质SiO2硅藻壳体为主要成分的天然材料来制造催化剂载体，具有较好的化学稳定性和热稳定性，硅藻土载体适宜制造热惰性、低比表面积的催化剂，广泛