自清潔透水磚關(guān)鍵技術(shù)和工藝的研究

【摘要】：近幾年,隨著城市化進程的推進,但是也加重了對環(huán)境的影響。各國面臨著水資源短缺、熱島效應(yīng)等問題,為了解決這些問題,世界各國的共同的目標(biāo)就是開始建設(shè)“生態(tài)城市”。最近幾年城市內(nèi)澇現(xiàn)象頻發(fā),都是由于城市中的不透水路面未能及時將雨水深入到地下。而普通透水磚容易出現(xiàn)雨水堵塞住孔隙的現(xiàn)象,因此,自清潔透水磚的制備勢在必行。 本論文的關(guān)鍵技術(shù)及工藝是決定制備自清潔透水磚的可行性,因此選擇透水磚的各原料質(zhì)量比、成型壓力的控制、燒結(jié)溫度的選擇及保溫時間；制備納米TiO2前驅(qū)體的原料濃度、表面活性劑、助表面活性劑的選擇、反應(yīng)時間等是本次實驗的主要工藝,制備自清潔透水磚的過程中的制備方法、二次煅燒溫度等是本次實驗的關(guān)鍵技術(shù)。 本文參照CaO-Al2O3-SiO2三元相圖,以粉煤灰為主要原料,糖濾泥、處理過的熟污泥為成孔劑,硅藻土為粘結(jié)劑,脫硫石膏、廢陶瓷為骨料,廢玻璃為助熔劑制備透水磚。以微乳液法制備納米Ti02前驅(qū)體,采用負(fù)壓法將納米Ti02前驅(qū)體負(fù)載到透水磚的孔隙中,經(jīng)過二次煅燒使Ti02前驅(qū)體形成銳鈦礦型納米Ti02負(fù)載到孔隙里,從而制備出具有光催化降解性能的自清潔透水磚。通過孔徑分布及比表面積分析儀、XRD、SEM、阿基米德原理、萬能試驗儀等對透水磚的比表面積、顯微結(jié)構(gòu)、物相組成、孔隙率、抗折強度等進行了表征。討論了復(fù)合表面活性劑比例、反應(yīng)物濃度等因素對粉體粒徑的影響,最后探討了自清潔透水磚光催化降解甲基橙溶液的效果。 實驗結(jié)果表明：粉煤灰為15%,城市熟污泥10%,糖濾泥5%,廢陶瓷+廢玻璃5%,硅藻土30%,脫硫石膏35%時,成型壓力為15MPa,燒結(jié)溫度為1070℃,保溫時間為30min,制得的透水磚的吸水率為43.59%,孔隙率為47.43%,密度為1.09g/cm3,抗折強度為12.09MPa,各項性能均達到JC/T945-2005《透水磚》國家標(biāo)準(zhǔn)。 以復(fù)合表面活性劑Span80:Tween40=3:1,Span80為6g, Tween40為2g,油相環(huán)己烷40g,助表面活性劑正丁醇5m1,取8m1濃度為3ml/L的NH3H2O,8ml濃度為0.6m1/L的TiCl4溶液,將微乳液體系攪拌5h,陳化12h,在高速離心機中以4000r/min的速度離心10min,沉淀用丙酮洗滌3次,得到前驅(qū)體。 采用負(fù)壓法將前驅(qū)體負(fù)載到直徑為2.5cm的圓形透水磚樣品中,二次煅燒為450℃,生成銳鈦礦型納米Ti02負(fù)載在透水磚孔隙中,之后對50mL濃度為20mg/L甲基橙進行光催化降解實驗,光照時間為100min。得到具有良好光催化性能的自清潔透水磚。 【關(guān)鍵詞】：自清潔透水磚 納米TiO_2粉體 負(fù)壓法 光催化降解性能
【學(xué)位授予單位】：大連工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU522.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 引言12-13
• 第二章 文獻綜述13-29
• 2.1 固體廢棄物13-15
• 2.1.1 固體廢棄物簡介13
• 2.1.2 固體廢棄物的處理方式以及存在的問題13-14
• 2.1.3 本文利用固體廢棄物的方式以及意義所在14-15
• 2.2 透水磚15-16
• 2.2.1 透水磚簡介15-16
• 2.2.1.1 透水磚的分類15
• 2.2.1.2 透水磚的性能15-16
• 2.3 原料16-22
• 2.3.1 粉煤灰16-17
• 2.3.2 城市熟污泥17-19
• 2.3.3 糖濾泥19-20
• 2.3.3.1 糖濾泥的理化性質(zhì)19
• 2.3.3.2 糖濾泥做成孔劑制透水磚的可行性19-20
• 2.3.4 廢陶瓷20
• 2.3.5 廢玻璃20-21
• 2.3.5.1 廢玻璃簡介20
• 2.3.5.2 國內(nèi)外廢玻璃的回收20-21
• 2.3.6 硅藻土21
• 2.3.7 脫硫石膏21-22
• 2.4 納米TiO_222-25
• 2.4.1 納米TiO_2簡介22-23
• 2.4.2 納米TiO_2的應(yīng)用23
• 2.4.3 液相法制備納米TiO_2的方法23-25
• 2.4.3.1 溶膠凝膠法23-24
• 2.4.3.2 水熱法24
• 2.4.3.3 沉淀法24
• 2.4.3.4 微乳液法24-25
• 2.4.4 納米TiO_2的光催化降解作用25
• 2.5 自清潔透水磚25-26
• 2.5.1 簡介25-26
• 2.5.2 自清潔透水磚的優(yōu)勢26
• 2.6 自清潔透水磚研究現(xiàn)狀26-27
• 2.7 本課題關(guān)鍵技術(shù)和工藝27-29
• 第三章 自清潔透水磚的研究29-45
• 3.1 實驗內(nèi)容29
• 3.2 實驗儀器和設(shè)備29-31
• 3.2.1 制備儀器設(shè)備29-30
• 3.2.2 分析測試儀器與設(shè)備30-31
• 3.2.3 主要玻璃儀器及其它31
• 3.3 實驗原料31-32
• 3.3.1 制備透水磚原料31-32
• 3.3.2 制備納米TiO_2原料32
• 3.4 原料的處理32-34
• 3.4.1 納米TiO_2原料的處理32-33
• 3.4.1.1 反應(yīng)物溶液的配制32-33
• 3.4.1.2 氨水溶液的稀釋33
• 3.4.2 透水磚原料的處理33-34
• 3.4.2.1 粉煤灰的預(yù)處理33
• 3.4.2.2 粘土的預(yù)處理33
• 3.4.2.3 城市熟污泥的預(yù)處理33
• 3.4.2.4 糖濾泥的預(yù)處理33
• 3.4.2.5 廢陶瓷的預(yù)處理33-34
• 3.4.2.6 廢玻璃的預(yù)處理34
• 3.4.2.7 硅藻土的預(yù)處理34
• 3.4.2.8 脫硫石膏的預(yù)處理34
• 3.5 制備自清潔透水磚34-38
• 3.5.1 實驗思路34
• 3.5.2 配方設(shè)計34-35
• 3.5.3 制備工藝過程35-38
• 3.5.3.1 納米TiO_2前驅(qū)體的制備35-36
• 3.5.3.2 透水磚的制備36-37
• 3.5.3.3 自清潔透水磚的制備37-38
• 3.6 自清潔透水磚性能測試38-45
• 3.6.1 納米TiO_2的測定38-39
• 3.6.1.1 煅燒溫度的確定38
• 3.6.1.2 納米TiO_2的XRD測試38
• 3.6.1.3 納米TiO_2的粒度分布的測試38-39
• 3.6.1.4 納米TiO_2的SEM測試39
• 3.6.2 自清潔透水磚的性能測試39-45
• 3.6.2.1 自清潔透水磚孔隙率的測試39-40
• 3.6.2.2 自清潔透水磚密度及容重的測試40-41
• 3.6.2.3 自清潔透水磚吸水率的測試41
• 3.6.2.4 自清潔透水磚燒失率的測試41-42
• 3.6.2.5 自清潔透水磚抗壓、抗折強度的測試42-43
• 3.6.2.6 自清潔透水磚比表面積的測試43
• 3.6.2.7 自清潔透水磚XRD的測試43-44
• 3.6.2.8 自清潔透水磚SEM的測試44
• 3.6.2.9 自清潔透水磚光催化降解性能的測試44-45
• 第四章 結(jié)果分析與討論45-71
• 4.1 納米TiO_2的分析45-49
• 4.1.1 煅燒溫度的確定45-46
• 4.1.2 復(fù)合表面活性劑的比例對粒徑的影響46-47
• 4.1.3 反應(yīng)物濃度對粒徑的影響47-48
• 4.1.4 煅燒溫度對TiO_2晶型的影響48-49
• 4.2 透水磚的性能分析49-67
• 4.2.1 原料的分析49-51
• 4.2.1.1 糖濾泥燒失率的確定49-50
• 4.2.1.2 城市熟污泥燒失率的確定50-51
• 4.2.2 關(guān)鍵技術(shù)的確定及分析51-56
• 4.2.2.1 最佳配方的確定51-54
• 4.2.2.2 燒結(jié)溫度的確定54-56
• 4.2.3 透水磚的物相及微觀結(jié)構(gòu)分析56-60
• 4.2.3.1 物相分析56-57
• 4.2.3.2 微觀結(jié)構(gòu)分析57-59
• 4.2.3.3 孔徑及比表面積分析59-60
• 4.2.4 成孔劑對透水磚性能的影響60-63
• 4.2.5 工藝參數(shù)對透水磚性能的影響63-67
• 4.2.5.1 燒結(jié)溫度對透水磚性能的影響63-64
• 4.2.5.2 燒結(jié)溫度對透水磚密度、抗折強度的影響64-65
• 4.2.5.3 保溫時間對透水磚吸水率、孔隙率的影響65-66
• 4.2.5.4 保溫時間對透水磚抗折強度的影響66
• 4.2.5.5 成型壓力對透水磚性能的影響66-67
• 4.3 自清潔透水磚性能的分析67-71
• 4.3.1 納米TiO_2的負(fù)載量對自清潔透水磚光催化性能的影響67-68
• 4.3.2 納米TiO_2的負(fù)載次數(shù)對自清潔透水磚光催化性能的影響68-69
• 4.3.3 自清潔透水磚與納米TiO_2粉體降解率的比較69-71
• 第五章 結(jié)論71-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 附錄 碩士期間發(fā)表論文及其他成果77

您可以在本站搜索以下學(xué)術(shù)論文文獻來了解更多相關(guān)內(nèi)容

廢棄玻璃在瀝青混凝土中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀及展望    張國強;姚立陽;

脫硫石膏性能及其綜合利用    王方群,原永濤,齊立強

透水磚透水性和強度的影響因素    馬云龍

透水磚的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景    戴武斌;曾令可;王慧;程小蘇;劉平安;稅安澤;

脫硫石膏-粉煤灰高性能化混凝土研究與應(yīng)用    陳瑜;高英力;王盛銘;

污泥特性研究及處置方法探討    劉紅;崔素萍;田巍;王亞麗;吳霞;劉科;

城市污泥為摻料燒結(jié)磚的生產(chǎn)性試驗研究    林子增;王軍;張林生;

利用城市污泥燒制頁巖陶粒    楊雷;羅樹瓊;張印民;

新型多孔保溫材料的制備及性能    高學(xué)農(nóng);王端陽;黃活陽;方玉堂;

油包水微乳液體系的穩(wěn)定性分析    鄒華生;陳江凡;陳文標(biāo);

粉煤灰的理化性狀及其在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用    朱江,周俊,曹德菊,賈明霞

磁化肥對砂姜黑土物理性狀的改良作用    孟祥鋒,郭中義,崔苗青

粉煤灰農(nóng)業(yè)利用現(xiàn)狀    靳朋勃;吳春篤;

土壤改良劑:固體廢棄物處置與資源化的有效途徑    張文佺;付小花;樂毅全;李朝君;王磊;

電廠粉煤灰作為堿化土壤改良劑的風(fēng)險分析    梁師英;趙錦慧;李海燕;

粉煤灰在土壤改良中的機理研究    劉莉;楊盡;蘇小麗;

脫硫廢棄物對堿脅迫下油葵膜脂過氧化及抗氧化酶活性的影響    岳自慧;

利用粉煤灰改良風(fēng)沙土物理性質(zhì)的研究    李占宏;白守德;崔志永;高將;

水稻施用粉煤灰磁化復(fù)合肥的增產(chǎn)效應(yīng)    張桂勤;郭忠義;靳書喜;董泰山;

砂姜黑土區(qū)夏芝麻施用粉煤灰磁化肥增產(chǎn)效應(yīng)研究    孫聯(lián)合;郭中義;孔子明;

利用蚯蚓規(guī)模化處理城市生活垃圾研究    崔美香;劉艷芬;薛進軍;劉子英;

小城鎮(zhèn)固體廢棄物處理調(diào)查研究    郭新偉,徐志勝,王薇,李耀莊

污泥處置國內(nèi)外進展    唐小輝,趙力

X射線衍射能譜法測定金屬板材織構(gòu)    宓小川

表面活性劑控制金屬醇鹽水解制備納米TiO_2粉體    邢光建,姚望,陳光華,李瀛,閻紅

差熱分析若干影響因素探討    曹國喜,馮際田,胡和方,干福熹

差熱分析在硅酸鹽工業(yè)中的應(yīng)用    張明海,楊剛賓,張戰(zhàn)營

重視廢玻璃的回收利用    劉傳炳

使用碎玻璃的一種新方法    段蘇良

差熱分析在玻璃相變中的應(yīng)用    匡敬忠;

透水磚的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景    戴武斌;曾令可;王慧;程小蘇;劉平安;稅安澤;

混凝土透水磚的配合比設(shè)計、生產(chǎn)與施工    王海燕;劉華章;

在坯料中添加生活垃圾對陶瓷透水磚性能的影響    周松青;林偉;肖漢寧;王偉;羅偉聰;

城市道路用透水磚性能研究    毛洪強;張玉斌;王曉飛;

透水磚鋪裝在市政道路工程中的應(yīng)用    趙崇臣;

透水磚在長安街大修工程中人行步道上的應(yīng)用    秦滿義;

透水磚發(fā)展?fàn)顩r及其推廣建議    饒玲麗;曹建新;郝増韜;

透水磚發(fā)展?fàn)顩r及其推廣建議    饒玲麗;曹建新;郝増韜;

會“呼吸”的磚——透水磚的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢    唐亮;

淺談人行道環(huán)保透水磚在市政道路工程設(shè)計中的應(yīng)用    楊興蓮;

透水磚在環(huán)境保護領(lǐng)域的研究應(yīng)用及發(fā)展前景    薛明;曹巨輝;汪宏濤;陳逸;楊鐵軍;

永續(xù)資源化透水磚鋪面應(yīng)用實務(wù)之探討    李振卿;李明禹;林志棟;

透水磚的發(fā)展前景    徐鳴 王亞娟

透水磚解城市之“渴”    奚寧宇

下雪不結(jié)冰的透水磚    張培

城市“透水磚”：推廣還是緩行    本報實習(xí)記者 胡珉琦

問題透水磚透走良心    謝忠義　本報記者 劉艷

更換透水磚引發(fā)的“論戰(zhàn)”    記者 連漪

京城透水磚為啥沒鋪開？    本報記者 賈曉燕 劉冕 王維維

透水磚“黑馬”助力京城防洪    記者 羅源源

“東方”陶瓷透水磚讓城市與自然和諧相處    籍紅

新型透水磚解城市之渴    本報記者　 郭薇

粉煤灰理化性質(zhì)分析及粉煤灰透水磚的制備研究    饒玲麗

偉晶石陶瓷透水磚的研制與性能研究    李如林

利用建筑垃圾制作生態(tài)透水磚研究    劉富業(yè)

樹脂砂基透水磚的制備及性能研究    王萍萍

自清潔透水磚關(guān)鍵技術(shù)和工藝的研究    荊揚揚

應(yīng)用疏浚泥制備透水磚及性能研究    彭孟啟

透水性敷設(shè)材料對室外熱環(huán)境的影響研究    劉慶開

納米二氧化鈦鑲嵌透水磚的研究    賈興新

砼砂基透水磚制備與鋪裝設(shè)計研究    劉璐

透水磚地面對居住小區(qū)熱環(huán)境影響的研究    劉曉暉