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凹凸棒石粘土又稱坡縷石或坡縷縞石，是一種具有層鏈狀結構的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。它具有內部多孔道、比表面積大以及表面活性高等特性，因而有良好的物化性能，如吸附作用、催化作用、流變性和耐熱性，被廣泛應用于化工、造紙、農藥及環(huán)保等領域。由于凹凸棒石粘土環(huán)保、廉價，并且具有優(yōu)異的吸附性能以及流變性賦予的粘結性，可利用其作為載體合成復合干燥劑，應用于某些特定場合的干燥。
本文研究的主要內容是對凹凸棒石進行添加劑改性，制備復合干燥劑。從添加劑的選擇、添加量以及干燥劑強度幾方面確定復合干燥劑的組成和配比。通過對不同相對濕度下，吸附率、吸附速率、再生效果的考察，探索了復合干燥劑的性能。將其與傳統(tǒng)干燥劑進行對比，初步探索了在變壓吸附、中空玻璃等常用干燥場合的應用。實驗使用粉末X射線衍射、掃描電鏡、比表面積孔徑分析儀等表征材料的晶體結構、形貌、孔徑分布等。
本文研究取得的成果如下:
(1)以凹凸棒石為原料，選取氯化物A、氯化物B、氧化物C以及SiO2為添加劑，采用溶解-混合法制備復合干燥劑。所制復合干燥劑中上述添加劑與凹凸棒石粘土的質量比為12∶8∶6∶30∶44。原料凹凸棒石的SBET比表面積為103 m2/g，加入添加劑使其表面分散、表面活性增加，是一個簡單的物理混合過程。
(2)將原料凹凸棒石寫為AT，復合干燥劑AT-12％（質量分數(shù)）A-30％SiO2、AT-12％A-8％B-30％SiO2、AT-12％A-8％B-6％C-30％SiO2、AT-12％A-6％C-30％SiO2分別記為AT-1、AT-2、AT-3、AT-4。復合干燥劑最適宜的焙燒溫度為300℃，此溫度下測得AT-3吸濕效果最好，相對濕度75％及10％下吸濕率分別為69.46％、18.52％。加入添加劑提高了樣品的吸濕率，相比較而言，相對濕度75％下氯化物B的作用明顯，相對濕度10％下氧化物C的作用明顯。
(3)絕對速率為樣品吸濕率隨時間變化關系，相對速率為樣品吸濕率與平衡吸濕率比值隨時間變化關系。復合干燥劑的絕對速率是AT-3最快，AT-1最慢，相對速率結果與之相反。復合干燥劑再生性能優(yōu)異，脫附溫度為80℃時，樣品在相對濕度75％和10％下的脫附率分別達到90％及80％左右，并且樣品重復吸濕率達平衡吸濕率的95％以上。
(4)本文所制復合干燥劑在不同相對濕度下的吸濕率均優(yōu)于硅膠，其中AT-3在濕度75％和10％下的吸濕率分別為硅膠的2倍及3倍，脫附性能與硅膠相當，可替代硅膠用于一般干燥場合。對比中空玻璃常用干燥劑3A分子篩，AT-3在相對濕度10％下的吸濕率接近3A分子篩，且常溫吸氮量低，并在樣品吸附72h后仍有吸濕能力，可用作中空玻璃干燥劑。對比變壓吸附常用干燥劑氧化鋁，復合干燥劑在吸濕率、吸附速率、再生效果等方面均優(yōu)于氧化鋁，可應用于變壓吸附中氣體干燥。

    關鍵詞：
    凹凸棒石粘土 添加劑 吸附干燥劑 物化性能
    作者：
    徐麗霞
    學位授予單位：
    南京工業(yè)大學
    授予學位：
    碩士
    學科專業(yè)：
    化學工程
    導師姓名：
    馬正飛
    學位年度：
    2013
    語種：
    中文
    分類號：
    TQ028.678