改性蛭石对HgCl2吸附性能研究及对乙炔氢氯化催化性能初探-化学工程专业论文.docx

万 万方数据 石河子大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果.据我所知，除 文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果.对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明并表示谢意 。 研究生签名:硅呐? 时间: t/l 弘年 j 月恰日 使用授权声明 本人完全了解石河子大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文并向国家主 管部门或指定机构送交论文的电子版和纸质版.有权将学位论文在学校图书馆保存并允许被查阅。 有权自行或许可他人将学位论文编入有关数据库提供检索服务。有权将学位论文的标题和摘要汇编 出版。必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本规定。 研究生签名 :ij何确 协作主吨  时间:切!毕年 4 月?日 时间: 如布在户户日 摘要 由于蛭石具有价格低廉、阳离子交换能力强、吸附性能好、耐磨性好等优点，被广泛应用到吸 附剂、催化剂载体等方面。本实验首先对原蛭石进行膨胀改性，确定最佳膨胀改性工艺，然后制备 了 Na2S 膨胀改性蛭石和壳聚糖膨胀改性蛭石，对这两种吸附剂进行 HgCl2 吸附性能的研究，以吸附 理论作为基础，进一步制备出 HgCl2/改性蛭石催化剂，初步探索 HgCl2/改性蛭石催化剂对乙炔氢氯 化反应的催化性能，并对催化剂失活原因进行了初步分析。 采用 XRF、XRD、SEM、红外等手段对蛭石进行表征，确定了蛭石的化学组成和结构。通过对 膨胀度比较，筛选出蛭石膨胀的最佳大小：厚度为 0.6-1.5 mm，粒径为 7-8 mm。采用煅烧、微波、 H2O2 浸泡三种方法对蛭石进行膨胀改性，研究了煅烧时间、温度；微波加热时间、功率和 H2O2 浓 度对蛭石膨胀性的影响。得到最佳膨胀条件为：煅烧时间为 80 s、煅烧温度为 1000℃；微波功率为 高火，加热时间为 60 s；H2O2 质量浓度为 25%。并确定了最佳膨胀工艺：H2O2 和微波联合膨胀改性 技术：25% H2O2、微波功率为高火、加热时间为 60 s 时测得蛭石最大膨胀倍数为 47.68 倍。 探索了 Na2S 膨胀改性蛭石对 HgCl2 吸附的最优条件，并且对吸附动力学和热力学进行研究。通 过正交实验得出最优吸附条件：Na2S 浓度为 1.5 mol/L，吸附时间为 30 min，吸附剂用量为 0.2 g， 溶液 pH 为 6，在最优吸附条件下对 HgCl2 的去除率为 86%左右。通过吸附动力学结果表明：Na2S 膨胀改性蛭石吸附 HgCl2 符合拟二级吸附动力学模型。吸附热力学研究表明：Na2S 膨胀改性蛭石对 HgCl2 的吸附更加符合 Freundlich 吸附等温模型，热力学参数?H、?G、?S 计算结果证明：Na2S 膨 胀改性蛭石吸附 HgCl2 是放热、自发的反应，高温不利于吸附反应的进行。 研究了壳聚糖膨胀改性蛭石吸附 HgCl2 的最佳吸附条件，并对吸附动力学和吸附热力学进行研 究，计算出热力学参数，丰富了吸附理论。溶液 pH 为 6，壳聚糖与蛭石用量比为 0.05，吸附时间为 40 min 时条件最优，在最优吸附条件下对 HgCl2 的去除率为 96%左右。使用拟一级和拟二级动力学 方程进行拟合后得出：此吸附行为更符合拟二级吸附动力学模型。相比 Langmuir 吸附等温线， Freundlich 吸附等温方程可以更好地描述吸附平衡。计算得到的热力学参数(?G、?H 和?S)表明，壳 聚糖膨胀改性蛭石吸附 HgCl2 是自发的、放热的、可行的。与不同种类吸附剂对比得出，壳聚糖膨 胀改性蛭石具有很好的除汞效果，是一种高效、环保的除汞吸附剂。 分别制备了HgCl2/膨胀蛭石催化剂、HgCl2/壳聚糖膨胀蛭石催化剂和HgCl2/壳聚糖+助剂膨胀蛭 石催化剂，并应用到乙炔氢氯化反应中。实验结果证明：蛭石经过壳聚糖膨胀改性后，催化剂活性 和寿命均有所提高，添加助剂后选择性进一步提高，达到99%以上，但是转化率和寿命均不高。采 用对催化剂的热重分析和外观观察，初步探索催化剂失活原因，发现HgCl2流失和积碳可能是催化剂 失活的两个主要原因。 关键词：改性蛭石；氯化汞；吸附；乙炔氢氯化反应；催化性能 I 万方数据 万方数据 Abstract Vermiculite has various properties, such as low cost, good adsorption and ion exchange properties and good wear resistance, which is widely applied to the adsorbent, catalyst carrier,