凹凸棒石粘土又称坡缕石或坡缕缟石，是一种具有层链状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。它具有内部多孔道、比表面积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、流变性和耐热性，被广泛应用于化工、造纸、农药及环保等领域。由于凹凸棒石粘土环保、廉价，并且具有优异的吸附性能以及流变性赋予的粘结性，可利用其作为载体合成复合干燥剂，应用于某些特定场合的干燥。
本文研究的主要内容是对凹凸棒石进行添加剂改性，制备复合干燥剂。从添加剂的选择、添加量以及干燥剂强度几方面确定复合干燥剂的组成和配比。通过对不同相对湿度下，吸附率、吸附速率、再生效果的考察，探索了复合干燥剂的性能。将其与传统干燥剂进行对比，初步探索了在变压吸附、中空玻璃等常用干燥场合的应用。实验使用粉末X射线衍射、扫描电镜、比表面积孔径分析仪等表征材料的晶体结构、形貌、孔径分布等。
本文研究取得的成果如下:
(1)以凹凸棒石为原料，选取氯化物A、氯化物B、氧化物C以及SiO2为添加剂，采用溶解-混合法制备复合干燥剂。所制复合干燥剂中上述添加剂与凹凸棒石粘土的质量比为12∶8∶6∶30∶44。原料凹凸棒石的SBET比表面积为103 m2/g，加入添加剂使其表面分散、表面活性增加，是一个简单的物理混合过程。
(2)将原料凹凸棒石写为AT，复合干燥剂AT-12％（质量分数）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分别记为AT-1、AT-2、AT-3、AT-4。复合干燥剂最适宜的焙烧温度为300℃，此温度下测得AT-3吸湿效果最好，相对湿度75％及10％下吸湿率分别为69.46％、18.52％。加入添加剂提高了样品的吸湿率，相比较而言，相对湿度75％下氯化物B的作用明显，相对湿度10％下氧化物C的作用明显。
(3)绝对速率为样品吸湿率随时间变化关系，相对速率为样品吸湿率与平衡吸湿率比值随时间变化关系。复合干燥剂的绝对速率是AT-3最快，AT-1最慢，相对速率结果与之相反。复合干燥剂再生性能优异，脱附温度为80℃时，样品在相对湿度75％和10％下的脱附率分别达到90％及80％左右，并且样品重复吸湿率达平衡吸湿率的95％以上。
(4)本文所制复合干燥剂在不同相对湿度下的吸湿率均优于硅胶，其中AT-3在湿度75％和10％下的吸湿率分别为硅胶的2倍及3倍，脱附性能与硅胶相当，可替代硅胶用于一般干燥场合。对比中空玻璃常用干燥剂3A分子筛，AT-3在相对湿度10％下的吸湿率接近3A分子筛，且常温吸氮量低，并在样品吸附72h后仍有吸湿能力，可用作中空玻璃干燥剂。对比变压吸附常用干燥剂氧化铝，复合干燥剂在吸湿率、吸附速率、再生效果等方面均优于氧化铝，可应用于变压吸附中气体干燥。

    关键词：
    凹凸棒石粘土 添加剂 吸附干燥剂 物化性能
    作者：
    徐丽霞
    学位授予单位：
    南京工业大学
    授予学位：
    硕士
    学科专业：
    化学工程
    导师姓名：
    马正飞
    学位年度：
    2013
    语种：
    中文
    分类号：
    TQ028.678