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。