粉煤灰合成NaA型沸石及其对Pb~(2+)离子的吸附作用

以粉煤灰为基本原料,成功合成了NaA型沸石,将合成的NaA型沸石应用于含铅废水的吸附处理中.结果表明:用1.67 mol/L NaOH溶液溶滤粉煤灰后添加2.4 g NaAlO2制备溶胶,在100℃条件下,晶化350min后可以制备出单相的NaA型沸石,NaA沸石对Pb2+离子有快速吸附作用,吸附过程中,溶液的初始pH值、吸附时间和吸附温度等因素对去除率有较大影响.     

β沸石的微波合成及吸附行为

以粗孔硅胶为硅源,偏铝酸钠为铝源,四乙基氢氧化铵为模板剂,采用微波辐射方法合成了β沸石,利用氨氮吸附静态实验、电镜扫描、X衍射谱图分析及化学成分分析方法探讨合成样品结构对沸石吸附性能的影响。结果表明,微波辐射法最佳合成条件为:H2O和SiO2的摩尔比为2.5,辐射温度为140℃,辐射时间为60 min。微波辐射法合成的各种β沸石的吸附容量不同,最高为47.53 mg/g,最低仅为12.28 mg/g。微波合成条件是影响β沸石结构和饱和吸附容量的主要因素。微波合成沸石的相对结晶度越高饱和吸附容量越高,其中相对结晶100%的β沸石最高。结构松散的β沸石吸附容量相对较高。     

用粉煤灰水热合成P型沸石及其对重金属铅离子的吸附

以固体废弃物粉煤灰为原料,在水热条件下合成了P型沸石,利用XRD、FTIR和SEM对P型沸石的结构形貌进行了表征,研究了沸石对于铅离子的吸附能力。结果表明,在80℃水热1 d,没有沸石晶体生成;在80℃水热3 d,有沸石中间体和较大量的P型沸石晶体生成;在80℃水热6 d,有大量的P型沸石晶体生成。P型沸石对于废水中的铅离子具有快速而且较高的吸附能力,吸附温度对于去除率有较大的影响,在50℃时去除率最大,可以达到93.28%。     

粉煤灰沸石阳离子交换容量的测量研究

采用碱熔融-水热合成法合成了粉煤灰沸石,并使用分光光度法代替原有滴定法对粉煤灰沸石阳离子交换容量进行了测定.通过对粉煤灰沸石阳离子交换容量测量过程中各种影响因素的研究发现:在醋酸铵投加量为30 mL、振荡时间为30 min、吸附次数为4次时,粉煤灰沸石的阳离子交换容量基本达到最大,此时阳离子交换容量为169 mmol/100 g.     

用粉煤灰水热合成P型沸石及其对重金属铅离子的吸附

以固体废弃物粉煤灰为原料,在水热条件下合成了P型沸石,利用XRD、FTIR和SEM对P型沸石的结构形貌进行了表征,研究了沸石对于铅离子的吸附能力。结果表明,在80℃水热1 d,没有沸石晶体生成;在80℃水热3 d,有沸石中间体和较大量的P型沸石晶体生成;在80℃水热6 d,有大量的P型沸石晶体生成。P型沸石对于废水中的铅离子具有快速而且较高的吸附能力,吸附温度对于去除率有较大的影响,在50℃时去除率最大,可以达到93.28%。     

红辉沸石对重金属铅离子的吸附性能

研究了红辉沸石对重金属铅离子的吸附性能:当pH值在4~5时,红辉沸石具有较好的吸附能力,其对铅的饱和吸附容量达0.831 mg/g.同时使用氯化钠和氯化铵对沸石进行改性,并用红外光谱法进行表征,证明处理后的红辉沸石结构上产生了明显的变化,有利于提高其吸附性能,其对铅的饱和吸附容量可达1.091 mg/g.     

改性甘蔗渣对镉离子的吸附

用均苯四甲酸二酐对甘蔗渣进行改性,并制成吸附固定床,探讨其对镉离子的动态吸附行为.采用蠕动泵逆流吸附的方式,首先对改性前后吸附效果进行考察.然后研究溶液初始浓度、填充粒径、流速、铜离子等对改性甘蔗渣吸附镉离子的影响及固定床的重复使用情况.结果表明在流速为6.25 mL/min、质量浓度为100 mg/L的条件下,0.075～0.15 mm的甘蔗渣对镉离子的饱和吸附容量为53.2 mg/g,改性甘蔗渣饱和吸附容量为121 mg/g,改性甘蔗渣对镉离子的吸附效果明显增强.吸附剂粒径、溶液初始浓度、流速等对吸附影响较小（饱和吸附容量为103.2～124mg/g）,固定床可在较宽的实验条件下重复利用.改性甘蔗渣对铜离子的吸附亲和力显著高于镉离子,控制操作时间可实现镉离子、铜离子的选择性分离.     

人造沸石对含磷废水的吸附实验研究

采用人造沸石对废水中的磷素进行静态吸附实验,探究了废水中磷浓度、吸附时间、沸石粒径、温度、p H值对除磷效果的影响.结果表明:在30 mg/L的磷质量浓度下沸石饱和吸附量为118 mg/kg;磷质量浓度小于30 mg/L,沸石的吸附量随磷质量浓度的增加而增加;沸石吸附磷的最佳吸附时间为120 min、温度为25~45℃、p H值为8~9;随着沸石粒径的减小,沸石的吸附量逐渐增大.沸石粒径小于100目时,沸石吸附量达到112 mg/kg,接近饱和吸附量,但从经济、实际应用方面考虑,不建议选择太小粒径的沸石颗粒.     

改性粉煤灰在废水处理中的应用

用火法对粉煤灰进行改性处理,改性后粉煤灰的物理化学性质变化较大,新生矿物相有A型沸石和Na-P型沸石.通过正交实验,建立了最佳改性及处理含Cu2 废水的工艺条件:原状粉煤灰与Na2CO3质量比为1∶2,NaOH浓度为1 mol/L,固液比为1∶5;2 g改性粉煤灰对250 mL浓度为20 mg/L的Cu2 模拟废水的吸附率达97%.处理含Cr6 废水的最佳条件为:改性粉煤灰5 g置于250 mL浓度为3 mg/L,pH=7的废水中,搅拌时间30 min,对Cr6 吸附率达89.6%,处理后的废水Cr6 浓度为0.31 mg/L,低于国家废水排放标准(0.5 mg/L).     

湿法加碱-煅烧粉煤灰合成P沸石的研究

粉煤灰中含有一些活性较差的莫来石(M)和石英(Q)结晶体,在直接水热条件下,它们很难参与沸石晶体的合成反应,应对粉煤灰进行活化处理。通过调整粉煤灰原料的碱料比、Si/Al等参数,进行了湿法加碱-煅烧活化粉煤灰水热合成沸石的实验,实验结果证明湿法加碱-煅烧活化的效果最好,尤其是当碱料比为0.6∶1时,在实验条件下合成了结晶度和白度均在80%左右的P型沸石晶体样品。     

Hydrothermal synthesis of zeolites-calcium silicate hydrate composite from coal fly ash with co-activation of Ca(OH)2-NaOH for aqueous heavy metals removal

Coal fly ash is a typical secondary aluminum/silicon resource. The preparation of zeolite-type absorbent is a potential way for its value-added utilization, while the purity and adsorption property of zeolite are limited due to the occurrence of side reactions in the synthesis process. In this study, a designated composite consisted of crystalline zeolites and amorphous calcium silicate hydrate was selected, which was direct synthesized from fly ash under conditions of a Ca/Si molar ratio of 0.8, an initial NaOH concentration of 0.5 mol/L, a hydrothermal temperature of 170 ℃ and a liquid–solid ratio of 15 mL/g. The results indicated that this composite had superior adsorption property for a variety of heavy metals, which was based on the exchange of calcium and sodium ions in zeolites and calcium silicate hydrate. Its adsorption capacities for Pb²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺, Cu²⁺ and Cr³⁺ attained 409.4, 222.4, 147.5, 93.2, 101.1 and 157.0 mg/g, respectively, in single solution with a pH of 4.5. After regulating the synthesis conditions, the transformation of amorphous calcium silicate hydrate into crystallized tobermorite weakened the adsorption capacity of the composite. Besides, due to the competitive adsorption in a multiple ions solution, the adsorption capacities for these heavy metals had a reduction.     

用粉煤灰在不同条件下合成A型分子筛

研究了在不同条件下高温碱熔融处理粉煤灰合成A型沸石分子筛,考察了不同碱熔融温度、不同灰碱质量比、不同水热晶化温度、不同水热晶化时间对产物的影响,用XRD、SEM和FT-IR等手段对产品进行了表征.研究结果表明,以粉煤灰为原料用水热合成法合成微孔分子筛时,在碱熔融温度为600℃,灰碱比为1∶2,晶化温度为90℃,晶化时间为24 h时能得到晶形较好、比表面积大的A型分子筛.     

Synthesis of Zeolites by Alkaline Activation of Fly Ash

In terms of mineral transformation, and chemical composition of acid-soluble component as a function of reaction time, the effect of alkaline solution on zeolite-like fly ash was studied by employing fly ash and NaOH solution as starting materials. When fly ash and 1-10mol/L NaOH solution were processed at 100 ℃ for 24h with 1:10 W/S ratio in a relatively closed system, powder XRD patterns of resulting products indicated the formation of various zeolites. Zeolite P crystallized early at low alkaline concentration, which was replaced then by zeolites X and A. At high concentration, hydroxy sodalite was the only new phase. Quartz, in fly ash and NaOH solution system, gradually dissolved, and mullite, however, remained stable. It was concluded that, with Al/Si and Na/Si finally reaching equilibrium in molar ratio, composition of starting mixtures affects the crystallization of zeolite from fly ash.     

粉煤灰合成沸石对亚甲基蓝的吸附热力学和动力学研究

为了扩大粉煤灰的再利用领域,本文采用水热合成法制备了沸石;同时以其作为吸附材料,用于吸附染料亚甲基蓝的研究,考察了溶液初始p H值、吸附时间等因素对吸附效果的影响,并进一步拟合吸附动力学和吸附等温线,初步分析了吸附机理。结果表明：粉煤灰合成的沸石对亚甲基蓝具有较好的吸附能力;p H值是影响吸附效果的一个重要参数;沸石对亚甲基蓝的吸附过程在90 min达到吸附平衡;沸石对亚甲基蓝的吸附过程符合二级反应动力学和Langmuir吸附等温方程,说明该吸附过程是以化学吸附为主且典型的单分子层吸附。     

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10h、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97．053m2,g,2h内亚甲基蓝的去除率可达97％,具有良好的吸附性能．     

粉煤灰合成SOD型沸石及其吸附酸性品红的性能

以粉煤灰为原料,采用改进的水热法制备了沸石粉体,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对产物进行了表征,考察了合成沸石对品红的吸附性能并对比分析了合成沸石、粉煤灰和石英吸附品红的效果.结果表明,产物结晶度高,主要晶相为SOD型沸石,还有少量石英;粉煤灰原料中的玻璃漂珠已完全消失,新形成的沸石产物具有花瓣状形貌;合成沸石对品红具有良好的吸附性能,品红脱色率随pH升高而降低,随合成沸石用量和作用时间增加而增加;合成沸石对品红的吸附效果明显地优于粉煤灰和石英,起主要吸附作用的是SOD沸石.     

壳聚糖复合粉煤灰处理活性染料废水的研究

以粉煤灰与壳聚糖为原料制备壳聚糖复合粉煤灰吸附剂,研究该吸附剂对活性艳蓝染料废水的吸附条件及对活性染料废水吸附的正交试验。结果表明,该吸附剂对活性艳蓝的吸附条件是：60mg/L染料溶液100mL,吸附剂投加量为2.0g,吸附震荡时间120min,静置20min,脱色率可达到95%以上。由正交试验结果可知,对脱色率的影响因素依次为：pH〉染料种类〉振荡时间〉投加量。与单一的粉煤灰或壳聚糖相比,壳聚糖复合粉煤灰对活性染料废水有很好的脱色作用和COD去除率,且操作方法简单,工艺条件易于控制.     

菌体/粉煤灰复合吸附剂对活性红的吸附研究

采用菌体/粉煤灰复合吸附剂吸附活性红,通过单因素实验探究其吸附条件和吸附机理.结果表明:处理模拟活性红最佳条件为:pH=4.0~10.0,吸附剂投加量3 g/L,搅拌时间15min,静置时间1 h,此时脱色率均在89%以上.热力学的研究结果表明:Langmuir模型和Freundlich模型均不能用来描述吸附剂对活性红的吸附,吸附不属于单分子层吸附,吸附机理有待进一步研究.用颗粒内扩散方程、准二级吸附动力学方程和准一级吸附动力学方程对吸附进行分析,准二级吸附动力学方程能更好地描述活性红在复合吸附剂上的吸附,化学吸附过程由吸附剂对染料的吸附速率控制,饱和吸附量为49.15 mg/g.