粉煤灰基沸石的制备及对橙黄G吸附性能研究

以粉煤灰为原料采用水热合成法制备粉煤灰基沸石,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布(BET)进行表征,合成的沸石结晶性好,具有多孔结构。以橙黄G为吸附模型染料,考察了pH值、吸附剂用量、初始浓度、温度和吸附时间等因素对橙黄G的吸附量的影响,探讨了橙黄G染料在粉煤灰基沸石上的吸附行为。结果表明,粉煤灰基沸石对橙黄G具有较好的吸附能力;pH值=4时,吸附量最大;粉煤灰基沸石对橙黄G的吸附符合准二级动力学模型,在60 min内基本达到吸附平衡;25℃下,最大吸附量高达45.6mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能较好地拟合粉煤灰基沸石对溶液中橙黄G的吸附,说明该吸附过程是单分子层吸附。     

粉煤灰制备沸石分子筛的技术研究与展望

本文分析了结合粉煤灰的化学成分及性质，阐述了粉煤灰合成沸石分子筛的传统方法及新方法，评价了不同的合成方法的优点和不足，对粉煤灰制备沸石分子筛的发展方向进行了展望，为粉煤灰的资源化利用开辟了技术路径。     

粉煤灰基沸石负载二氧化硅对Cu2+吸附性能

以粉煤灰(fly ash,FA)为原料采用水热合成法制备粉煤灰基沸石(fly ash zeolite, FAZ),通过Na_2SiO_3进行改性,制备了粉煤灰基沸石负载二氧化硅的铜离子吸附剂(fly ash zeolite loaded silica,FAZS),利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布(BET)进行表征。以铜离子为吸附模型离子,考察了Ph、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响。结果表明,FAZS对Cu~(2+)具有较好的吸附能力;在298 K时,FAZS对Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在80 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达127.4 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合FAZS对Cu~(2+)的吸附。热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。     

粉煤灰制备沸石过程中的微观形态变化及其影响

以酸预处理的粉煤灰为原料,采用水热法合成出类沸石。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、X射线荧光光谱仪（XRF）等对所得样品进行微观形态结构和成分分析,研究了粉煤灰合成沸石过程中碱处理对粉煤灰微观形态变化的影响。研究发现水热合成沸石过程中粉煤灰微观形态结构类似于“葡萄干-布丁”形态,其中球状葡萄干-布丁形态结构会使碱不能与埋藏于球内部的石英、莫来石等有效成分充分发生反应,致使大量粒径为2-5μm的粉煤灰球残存,导致沸石产率较低。     

固体废弃物制备多级孔沸石陶粒及吸附性能研究

以粉煤灰为主要原料,采用烧结活化-水热合成的工艺路线制备了装载有P型沸石的陶粒。采用XRD、SEM研究了合成条件对沸石化陶粒物相转变以及微观结构的影响。用多种动力学模型和等温吸附模型对陶粒的吸附过程进行了描述。结果表明,合成的最佳制备条件为：Na₂SiO₃添加量为6%,烧结活化温度1 060℃,水热温度160℃,NaOH浓度2 mol/L。此时样品中主要含有P型沸石及少量未反应的莫来石,比表面积由沸石化前的0.277 m²/g增加至16.775 m²/g。陶粒对氨氮的吸附机理以离子交换为主,这也符合沸石的结构特点。由于合成过程简单、绿色,吸附性能显著,对工业应用具有很大的吸引力。     

转化方式对粉煤灰地聚物原位转化沸石及其Pb2+吸附性能的影响

本工作以高铝粉煤灰为前驱体，通过碱激发及化学发泡的方式制备了富含类沸石相的多孔粉煤灰地聚物，并以此地聚物为骨架，通过原位转化将类沸石相转化为沸石，得到自支撑类沸石吸附材料。另外，研究了碱热、水热、微波三种原位转化方式下多孔粉煤灰地聚物的矿物组成变化规律、不同原位转化条件下制备的沸石类吸附材料对Pb²⁺的静态吸附行为。研究结果表明：碱热转化有利于多孔粉煤灰地聚物中的类沸石相原位转化生成沸石相，明显提高了其对Pb²⁺的吸附容量。碱热转化多孔粉煤灰地聚物对Pb²⁺的吸附属于単分子层吸附。吸附动力学拟合表明，碱热转化多孔粉煤灰地聚物对Pb²⁺的吸附方式分为物理吸附和化学吸附。当Pb²⁺初始浓度为100 mg/L和300 mg/L时，吸附过程以物理吸附为主；当Pb²⁺初始浓度为500 mg/L时，吸附过程伴随大量化学键形成，化学吸附作用更强。     

浅谈沸石的改性及应用

天然沸石具有孔腔结构丰富、吸附成本低廉以及吸附性能高等优势,但存在选择吸附性差、与水分离困难、再生成本偏高等问题。因此,需要对其进行改性。本文主要介绍了几种沸石改性的方法以及沸石在处理废水、净化空气以及改良土壤方面的应用。     

气相转移法制备多孔双相沸石复合物

采用气相转移法制备了同时含有Y和ZSM-5沸石的双相沸石复合物。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附和骨架红外(FT-IR)等手段对合成的样品进行了表征。结果表明, 合成的样品受Y型沸石的添加量、干胶制备条件和气相转移法转化条件的影响; 水热预处理后的ZSM-5沸石前驱体中具有ZSM-5沸石的骨架特征振动峰, 归结于ZSM-5沸石晶核或微晶的形成, 这有利于在气相转移法转化过程中引导或促使体系向ZSM-5沸石相的转变, 并有利于抑制ZSM-35杂晶的形成; Y型沸石在蒸汽处理过程中的脱铝过程导致合成的沸石复合物具有介孔结构。     

高纯氮制造装置

最近，日本神户炼钢所研制了一种采用合成沸石的变压吸附式高纯氮制造装置。该工艺流程由预先除去空气中杂质——水份和二氧化碳的预处理系统和从精制空气中吸附分离氮的分离系统构成。前段应用两塔式变压吸附法，后段应用使合成沸石吸附材料吸附精制空气中的氮的吸附分离法。     

沸石分子筛膜合成的新方法

沸石分子筛膜在气体分离、渗透汽化、蒸汽渗透、水处理及膜反应器等领域均有广阔的应用前景.由于沸石膜的性能受到晶间缺陷、薄膜厚度及晶体取向性等诸多因素的影响,因此其研究焦点主要集中于沸石膜制备工艺的改进.本文分类介绍了近十年沸石膜合成的新方法,并对其特点进行了总结,主要包括:(1)载体预处理方法中的预堵孔技术新操作方法、载体表面改性新操作方法;(2)晶种层制备方法中的分级晶种浸涂法、湿摩擦涂种法、蒸汽辅助转化涂种法;(3)晶化过程操作方法中的油浴晶化法、无凝胶蒸汽辅助晶化法、水热晶化法+干凝胶转化法、超声波辅助法;(4)模板剂去除方法中的O-RTP法、臭氧氧化法、等离子体辅助焙烧法;(5)膜层后处理方法中的化合物沉积改性法和室温离子液体改性法等.此外对沸石膜合成方法的发展方向也进行了展望.     

沸石咪唑酯骨架材料-8的合成及其膜的制备研究进展

ZIF-8作为一种典型的沸石咪唑酯骨架材料,在气体储存、吸附/分离、催化和传感领域内有着广泛的应用。综述了ZIF-8的合成方法,如溶剂热法、微波合成、室温合成、微流控合成。阐述了各种合成方法的特点;分析了室温合成ZIF-8的策略;强调了微流控技术在连续、快速和可控制备ZIF-8方面的潜力。同时也简要综述了ZIF-8薄膜的制备方法,包括直接合成、二次生长法、表面功能化、特殊播种法以及逆扩散法。     

白钙沸石的制备及其对Cs+、Sr2+离子的吸附性能

通过水热合成法,制备了白钙沸石,同时研究了合成矿物对于Cs+和Sr2+的离子吸附性能。研究表明,采用氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化镁和氧化铝作为原料,适当配比,在240℃、保温7天水热反应条件下,可制得白钙沸石以及掺杂白钙沸石。白钙沸石对Sr2+的吸附性能优于对Cs+的吸附性能。掺杂一定量的Mg2+、Al3+或Fe3+可以改善白钙沸石的吸附性能。     

粉煤灰高值化利用研究现状与进展

全球能源需求的快速增长为各种自然资源替代品的开发铺平了道路.然而,煤炭作为世界主要能源依然占据重要地位.2015年煤炭占全球能源供应的29％,预计到2035年,煤炭所占的能源比例仍将高达24％.粉煤灰作为燃煤发电厂的工业副产品,其产生量仍将在很长一段时间内高居不下.粉煤灰由于成分复杂及不合理的处理已经成为环境保护的关注重点.同时粉煤灰又是一种潜在的资源,亟待合理的资源化利用.目前,粉煤灰资源化利用涉及领域广,但高值化利用率偏低,高值化利用的前提是弄清粉煤灰的属性.粉煤灰是由实心或中空非晶质球形颗粒、不规则未燃尽碳颗粒和莫来石、石英、赤铁矿等矿物颗粒组成,不同产地粉煤灰的物理性质、化学成分和矿物成分有一定差异,其利用途径和目的也不尽相同.粉煤灰复杂的成分是高值化利用的一大障碍.然而,采用合理的分离技术可将有用组分(空心微珠、未燃尽的碳、磁性物质等)分离出来并进行高值化利用.粉煤灰的化学成分和矿物组成是地质聚合物、微晶玻璃和沸石等高附加值产品的低价原料.粉煤灰的化学成分以及原始粒度对地质聚合物的强度有较大影响,在粉煤灰制备地质聚合物时要在充分考虑其基本属性的基础上确定最佳工艺技术条件.依据粉煤灰的化学成分,以粉煤灰为原料制备的微晶玻璃主要有CaO-Al2 O3-SiO2和MgO-Al2 O3-SiO2两种体系,但其制备方法的能耗都较高,能耗较低的直接烧结法还需进一步研究推广.粉煤灰合成沸石的应用实验较多,却很少开展工业性试验.制备介孔二氧化硅和二氧化硅气溶胶实验的理论研究还不够深入,条件较难控制,距离工业化生产还有很长一段路.本文在粉煤灰的物理化学属性基础上综述了包括有用元素分离、地质聚合物合成、微晶玻璃和纳米多孔材料制备在内的粉煤灰高值化利用现状,分析了高值化利用中主要存在的问题及发展趋势.     

二次生长法合成沸石膜技术的研究进展

沸石悬浮液的制备和在栽体上涂晶种是二次生长法合成沸石膜中的两个关键因素,尤其涂种过程有利于控制膜的厚度和定向生长,引领着二次生长法合成沸石膜技术的发展方向.对二次生长法合成沸石膜过程中常用涂种方法,如浸涂法、直接打磨法、喷涂法、旋转涂膜法、静电吸附法和脉冲激光沉积法进行了详细的评述.另外,也对几个新的涂种方法,如真空法和电泳沉积法进行了简要介绍.     

ZSM—5沸石膜的合成与表征

叙述了沸石膜的发展与应用,综述了 Ｚ Ｓ Ｍ － ５ 沸石膜的合成、修饰与表征方法．制备膜最常用的方法为水热法在载体上直接就地合成．气相化学沉积法（ Ｃ Ｖ Ｄ） 、溶胶－ 凝胶法（ｓｏｌ － ｇｅｌ） 以及合成后积炭等方法被用来对膜的缺陷进行修饰．膜的表征手段为 Ｘ Ｒ Ｄ、 Ｓ Ｅ Ｍ、气体渗透等     

水热法合成NaP1型粉煤灰沸石的性能表征

通过碱性介质中的水热反应,由粉煤灰合成了单一沸石矿物种的NaP1沸石,并对合成产品进行了表征.经粉晶X射线衍射鉴定,合成产物中主要矿物成分为NaP1沸石,另有少量尚未反应的石英和莫来石.在电子显微镜下,粉煤灰颗粒呈球形且表面光滑,而合成产物颗粒表面粗糙.粉煤灰合成沸石含有大量的交换性Ca2 ,且与粉煤灰原料相比,SiO2含量明显减少,Al2O3稍有增加,SiO2/Al2O3比值由3.3降至1.8.红外光谱分析和差热分析证实了合成的粉煤灰沸石中沸石水的存在.NaP1型粉煤灰沸石的阳离子交换容量(CEC)达213 cmol/kg,比表面积达29 m2/g,分别比粉煤灰高约100倍和26倍.     

载银沸石应用的研究进展

沸石微孔晶体材料的比表面积较大、水热稳定性较高、微孔丰富均一以及表面性质可调,可用于吸附、催化、抗菌、药物输运和水处理。沸石的阳离子交换能力很强。在用离子交换法制备的载银沸石中,Ag主要以Ag⁺、银团簇和银纳米颗粒三种状态存在。Ag⁺良好的生物相容性以及银团簇高效和可调的发光性能,受到了极大的关注和深入研究。本文综述了通过离子交换法制备的载银沸石在白光LED以及可调多色发光荧光粉、传感器、抗菌材料、吸附和催化等方面的应用。     

基于吸附的粉煤灰改性机理研究进展

粉煤灰是可改性能较强的工业废弃物,已在吸附应用领域得到较为广泛的研究和应用。本文从吸附的角度阐述了粉煤灰在不同改性方法下的改性机理,指出了目前研究中存在的问题并对其发展方向进行了展望,以期提高改性粉煤灰的吸附效率。     

多级孔沸石的孔结构调控合成及其催化应用研究进展

沸石由于特殊的离子交换性, 丰富的酸性位以及较高的水热稳定性, 被广泛地应用于工业催化和分离吸附等领域。但是由于其较小的微孔尺寸(< 1.5 nm), 在一些大分子参与的催化反应中受到极大的限制。多级孔沸石在保留传统沸石晶化骨架、酸性位以及高水热稳定性的同时引入了多级孔结构, 可极大改善分子的扩散和传质, 减少积碳, 延长催化剂的使用寿命, 使其在催化领域获得更为广泛的应用。本文系统综述了多级孔沸石在孔结构调控方面的研究进展, 着重介绍了无序介孔/大孔结构的多级孔沸石、有序介孔结构的多级孔沸石、取向排列的双介孔结构多级孔沸石、空心结构的多级孔沸石、集大孔-介孔-微孔为一体的多级孔沸石等的合成策略与机理以及结构表征。概述了多级孔沸石在催化领域中的应用进展; 通过与传统沸石和无定型介孔材料的对比, 这种新型的多级孔沸石展现出独特的优势。最后, 对未来多级孔沸石的发展与应用潜力进行了展望。     

沸石胶凝增强复合包装板材的制备及性能

目的 为了拓展固废资源化的应用,本研究以生物质废料（秸秆粉、废木屑）为基体,以预处理后的污水污泥焚烧灰作为填料,采用热压成型制备了一种沸石胶凝增强复合包装板材。方法 通过XRD、SEM等方法表征预处理前后填料的元素组成、晶体结构、微观形貌等,并研究预处理填料对制备复合包装板材性能的影响趋势以及增强机制。结果 添加质量分数为22.5%的预处理后的填料制备的复合板材,其弯曲强度为27.73MPa,压缩强度为44.38MPa,在力学性能、隔热性能和吸水厚度膨胀率等方面均明显优于未经过预处理的对照组,满足GB/T7284—2016《框架木箱》、GB/T23898—2009《木托盘用人造板》等国家标准的要求。复合板材性能的增强主要归因于预处理引起填料相组成及结构的变化。由于方沸石晶相的生成,填料对自身和基体的吸附性、易分散性得到极大改善。结论 经过预处理的填料制备的沸石胶凝增强复合包装板材性能优异,在木包装领域及建筑领域具有广阔的应用前景。该研究可为大宗固体废弃物资源化利用提供高附加值的解决方案,还可以为缓解林产资源短缺的现状提供新的思路。