粉煤灰碱熔融-水热法制备人工沸石实验研究

以粉煤灰为原材料,采用碱熔融-水热法制备人工沸石,并对产物的矿物学特性进行分析。实验结果表明:在高温碱熔融反应过程中,粉煤灰中玻璃微珠结构遭到破坏,石英和莫来石等结晶相消失,粉煤灰活性得到了提高;赤铁矿在产物中的含量仅为0.11%,表明实验克服了赤铁矿对人工沸石制备的不利影响,制备出的人工沸石纯度高。

粉煤灰制备沸石分子筛及其吸附脱除氨氮性能

当前大量含氮废水的排入不仅使湖泊水体富营养化加剧,更对各类生物的生存和健康造成了很大威胁。由于沸石分子筛具有良好的吸附选择性和离子交换性,可以用来吸附脱除水中的氨氮,因此成为当前研究的热点。文章以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融-水热法制备Na-X型沸石分子筛,通过正交试验得到沸石分子筛的最佳制备工艺条件,探索了氨氮溶液初始浓度、pH值、吸附时间、吸附温度以及阳离子对沸石分子筛吸附氨氮性能的影响。结果表明:Na-X型分子筛的最佳饱和氨氮吸附率为74.89%;Na-X型沸石分子筛吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型;其氨氮吸附量与初始浓度和吸附时间呈正相关,与温度呈负相关;强酸或强碱环境会使分子筛吸附性能下降。Na-X型分子筛氨氮吸附率较高、可多次循环使用,在废水治理方面有着广泛的应用前景。

制备方法对粉煤灰合成沸石的种类及性能的影响

针对如何将排放量巨大的固体废弃物粉煤灰合理资源化应用的问题,探索了不同合成方法对粉煤灰制备沸石的种类及性能的影响。考察了碱量、温度、时间等主要因素对合成沸石的种类及对氨氮吸附能力的影响。研究表明,采用直接水热法在3.0 mol/L的NaOH溶液中100℃水热反应60 h可获得NaP型沸石;采用碱熔融水热法,在不添加任何结构导向剂,不外加硅、铝源,90℃水热反应12 h的最佳条件下获得了NaA-X沸石。合成的NaP型沸石为形貌不规则的颗粒聚集体,大小不一;合成的NaA-X沸石产物中同时含有典型的A型沸石立方体和X型沸石的八面体形貌,棱角分明,平均粒径约为3.5μm。NaP型沸石和NaA-X沸石的比表面积为55.9和266.0 m2/g,分别是粉煤灰的21和100倍。NaP型沸石和NaA-X沸石的微孔比表面积为12.0和211.1 m2/g,分别是粉煤灰的17倍和301倍。两种合成沸石的孔容也远大于粉煤灰。氨氮吸附量为153.6 mmol/100 g和226.6 mmol/100 g,分别是粉煤灰的14和20倍。2种合成沸石的热稳定性都符合工业要求,但直接水热法合成的NaP型沸石热稳定性要低于NaA-X沸石,且产物中含有不易反应的石英和莫来石,导致原料利用率较低。相反,碱熔融水热法合成的NaA-X沸石,有利于惰性晶相转化为活性组分,原料利用率高,产物纯度高,孔隙结构与氨氮吸附量均优于直接水热法的合成产物。

粉煤灰分子筛的制备与性能研究

本实验采用碱熔融水热法,以预处理过的粉煤灰为主要原料,以固体NaOH为助溶剂制备性能稳定的沸石分子筛.研究了NaOH与粉煤灰比、煅烧温度、晶化时间、晶化温度等实验因素对合成沸石结构和性能的影响,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、分光光度计,分别对晶型、表面形貌和吸光度进行了表征.实验结果表明:当NaOH与粉煤灰比为1.3、煅烧温度为600,℃、晶化时间为10,h、晶化温度为100,℃条件下合成的沸石分子筛是Na-A型,BET测定其比表面积是97.053,m2/g,2,h内亚甲基蓝的去除率可达97%,具有良好的吸附性能.