麦羟基硅钠石的可控合成及其阳离子交换性能研究

目前,开发绿色高效的重金属吸附材料受到人们的广泛关注。以硅藻土为原料,经水热法选择性地制备了2类硅酸盐材料即麦羟基硅钠石和方沸石。吸附测试结果表明,麦羟基硅钠石层间的钠离子能够与锂离子、镁离子、锌离子、钴离子、镍离子、铜离子等进行阳离子交换且能保持层状母体框架的稳定性。以钴离子、镍离子为例深入研究其吸附动力学和吸附机制发现,钴离子和镍离子的嵌入分别将麦羟基硅钠石的层间距由本征的1.56 nm减小到0.24、0.23 nm;室温下,对钴离子、镍离子的最大吸附量分别可达45、39 mg/g,均符合Langmuir单层吸附模型;钠离子的置换量大约是吸附的钴离子、镍离子量的两倍,证实层间离子交换主导吸附化学过程。因此,麦羟基硅钠石材料在多金属硅酸盐功能材料的合成以及环境吸附净化领域具有较大的应用潜力。

低品位硅藻土液相转化合成方钠石重金属吸附剂

硅藻土矿物资源在地球上储量丰富,具有高孔隙率、高渗透性等特点,然而许多低品位的硅藻土却被当作固体废物丢弃.针对当前需对其循环再利用的迫切需求,通过溶液结晶过程将其转化为均一的方钠石(Na_8(AlSiO_4)_6(OH)_2)沸石微球,合成过程无需任何外加模板剂.研究发现硅藻土和AlCl_3·6H_2O的质量比对方钠石沸石的形貌、晶体结构和孔隙率有显著影响.优选的方钠石样品对重金属离子(Pb(II)、Cd(II)、Zn(II)、Cu(II))表现出较好的吸附性能,尤其对Pb(II)离子的吸附能力最强,达352 mg/g.基于多种吸附模型拟合,考察了吸附时间、初始离子浓度和溶液的pH值对吸附行为的影响.研究表明吸附移除过程是由沸石表面阳离子交换所主导,辅以表面化学吸附协同作用.

硅藻土的可控沸石化及其对铅离子的吸附固定

铅离子已造成严重的环境污染,所以开发高效的处理材料势在必行。以硅藻土作为基材和原料,采用水热合成的方法对硅藻土进行沸石化改性,制备出硅藻土/沸石复合吸附剂。将这一吸附剂用于水相以及多相体系(如土壤)中铅离子的吸附、固定,室温下水溶液中铅(Ⅱ)的最高吸附量可达448.20 mg/g。土壤连续浸提(BCR)实验结果表明,500 mg/kg铅污染土壤中加入质量分数为1%至10%的复合吸附剂,固定钝化7 d后易迁移的可交换态(EX)铅质量分数从9.25%降至1.97%,转化为稳定的组分,且随着时间延长至60 d,可交换态铅含量仍维持在较低水平。上述结果证实了合成的硅藻土/沸石复合材料具有良好的铅离子吸附和固定性能,在环境净化领域表现出经济、绿色、便捷的特点,因此具有较大的推广应用潜力。