碳质高岭石合成NaA型沸石的研究:(Ⅰ)碳质高岭石的脱碳活化处理

采用陕西蒲白5号煤夹矸作为起始原料,经低温水热反应人工合成NaA型沸石,旨在变废为宝,综合利用天然资源,保护矿区环境和水源生态平衡。在850℃以上温度条件下焙烧脱碳后的5号煤夹矸的白度达83%。经800℃～900℃温度范围处理后的脱碳活性化蒲白5号煤夹矸在一定的水热反应条件下所生成的新晶相均为NaA型沸石,钙离子交换率为(284～290)CaCO_3mg/g沸石。而经950℃焙烧后的蒲白5号煤夹矸在相同水热反应条件下的合成产物为NaP型沸石。用作合成NaA型沸石起始原料的蒲白5号煤夹矸的脱碳活化最佳条件为850℃、6小时、氧化气氛。     

煤系高岭土合成NaA分子筛及其机理分析

以煅烧煤系高岭土为原料,采用氢氧化钠溶液水热合成制备NaA分子筛。以NaA分子筛晶体的生长过程为基础,利用XRD、SEM对NaA分子筛晶体生长规律进行表征,并对其结晶机理进行了分析。结果表明,煤系高岭土制备NaA分子筛的最佳工艺条件是：煅烧温度为725℃;配料比m（Na2O）/m（SiO2）为3,m（H2O）/m（Na2O）为40;胶化条件为70℃×2 h;晶化条件为100℃×6 h。所制NaA分子筛的钙离子交换量为316.55 g CaCO3/g。在NaA分子筛的碱液合成过程中,在晶化条件下,凝胶固相中的硅铝酸根骨架解聚重排晶化成沸石晶体骨架。     

粉煤灰合成NaA型沸石及其对Pb2+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.     

“酸处理红辉沸石—碱—铝酸钠—水”水热反应体系P型沸石的合成

用X射线衍射等测试方法研究“酸处理红辉沸石－碱－铝酸钠－水”水热反应体系混合物的硅铝的量比（n(SiO2)/n(Al2O3)）、钠硅的量比（n(Na2O)/n(SiO2))、水钠的量比（n(H2O)/n(Na2O)）以及昌化温度和晶化时间对P型沸石合成的影响;确定以酸处理红辉沸石为原料合成P型沸石的工艺流程和技术参数,工艺流程为：酸处理红辉沸石→水热反应→晶化合成→过滤、洗涤→烘干→P型沸石产品;最佳技术参数为：n(SiO2)/n(Al2O3)=3-4;n(Na2O)/n(SiO2)=1.0-1.2;n(H2O)/n(Na2O)=28-37;θ=95-100℃;t=6-8h。这为天然红辉沸石资源的开发利用开辟了新的途径。     

天然红辉沸石合成4A沸石工艺优化研究

广西资源红辉沸石经适当预处理,可成为沸石分子筛的合成原料。以它为原料,采用水热反应晶化合成新工艺,并对该工艺进行优化,合成出质量较高的4A沸石产品。该合成工艺流程为;天然红辉沸石（预处理）＋碱＋铝酸钠＋水→水热反应→晶化合成→过滤、洗涤→烘干→4A沸石产品。最佳技术参数为：钠硅化（ω（Na2O)/ω(SiO2))1.1,水钠比（ω（H2O）／ω（Na2O))45,晶化时间6h,晶化温度100℃。该工艺流程简单,技术参数容易控制,原料来源丰富,合成成本低,产品质量高,可进行工业化生产。     

L沸石的合成条件与反应性能研究

采用水热合成法成功合成了L沸石分子筛。采用X射线衍射仪、红外光谱仪等对其结构进行了表征,并在固定床装置上评价了其芳构化、异构化性能。结果表明,在L沸石合成初始凝胶组成为：n（K2O）/n（Na2O）/n（Al2O3）/n（SiO2）/n（H2O）=5.4∶5.7∶1∶30∶500时,最佳合成条件为：晶化温度170℃,晶化时间24h,陈化温度25℃,陈化时间2h,pH为9～10;该条件下制备的L沸石结晶度更高、骨架结构完整,并且在反应温度为460℃时液体收率达60.5%,异戊烷选择性35%。     

α-Al2O3载体上NaA型分子筛膜的制备及表征

采用原料配比SiO2∶Al2O3∶Na2O∶H2O=2∶1∶8.9∶700制备了粒径为6μm的NaA沸石晶种.利用二次生长法在微孔α-Al2O3载体管外表面制备NaA型分子筛膜,通过SEM和XRD对制备的分子筛膜进行了结构表征,并对其气体渗透性能进行了测试.结果表明,重复合成3次后,在3μm孔径载体表面形成了一层致密、连续的沸石晶体层,沸石膜厚约20μm;N2的渗透率为5.8×10-5 mol/(m2.s.Pa),氧氮分离系数为1.3左右,大于相应的努森扩散系数0.94,说明制备的分子筛膜有一定的筛分作用.     

水热法合成13X型沸石的相变转化机理

以偏铝酸钠、九水硅酸钠、氢氧化钠和蒸馏水为原料,采用水热法合成13X沸石,为探究其相变转化机理,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、红外(FT-IR)光谱分析和拉曼(Raman)光谱分析等测试手段,对不同反应时间合成的样品进行了物相、显微形貌及骨架结构演变的分析.结果表明,13X型沸石的硅铝酸阴离子骨架在反应初期就已形成,其晶化过程是不同类型13X沸石的物相演化过程,对应于沸石骨架中硅铝原子比的不断修正.随着沸石骨架中硅铝原子比先减小后增大,13X沸石的相变过程经历了一个先正相变后逆相变的过程,总相变式为:13X型沸石(Ⅰ)(Na1.84[(Al2Si4)O11.92]·7H2O)→13X型沸石(Ⅱ)(Na2[Al2Si3.3O10.6]·7H2O)和13X型沸石(Ⅲ)(Na2.06Al2Si3.8O11.63·8H2O)→13X型沸石(Ⅳ)(Na2Al2Si2.5O9·6.2H2O)→13X型沸石(Ⅱ)和13X型沸石(Ⅲ)→13X型沸石(Ⅰ)和13X型沸石(Ⅲ).     

粉煤灰合成沸石与表征及其对Pb^2＋的吸附性能

以粉煤灰为原料,采用碱煅烧—水热合成法制备了沸石,同时将其用于吸附含pb2+的模拟废水,实验数据采用数学方法拟合了其对pb2+的吸附等温线.结果表明:用3.0 mol/LNaOH,液固比为5.0 mL/g,在550℃条件下煅烧,80℃的温度下晶化2.0h,合成沸石的CEC可达211 mmol/100g.NaOH的浓度对产品的CEC值影响最大,500～700℃是较佳的煅烧温度,晶化时间由2h延至6h,合成沸石的CEC值由78 mmol/100g提高到198 mmol/100 g,6h后CEC值趋于平稳.Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述其对Pb2+的吸附行为.     

一次水热合成制备连生态NaA分子筛及其薄膜

系统研究原料配比、晶化温度和晶种对NaA分子筛结晶度、晶粒分布及连生状态的影响,采用水热合成方法制备了连生态、大尺寸NaA分子筛晶粒,确定了连生态NaA分子筛的优化合成条件.在此条件下,通过一次水热合成在多孔氧化铝表面制备了致密的NaA分子筛薄膜.采用X射线衍射、扫描电镜、激光粒度分析仪等手段对样品的晶型结构、粒径分布、连生状态及表面状态进行了表征.实验发现,添加晶种促进了连生态NaA分子筛的生成;提高晶化温度有利于增加连生态晶体的比例;在连生态NaA分子筛的优化合成条件下,经一次水热成膜在多孔氧化铝表面获得了致密的NaA分子筛薄膜.     

粉煤灰制备沸石负载氧化铜处理酸性大红GR废水

以粉煤灰为原料,用碱熔-水热合成法制备沸石并负载氧化铜处理酸性大红GR废水。采用正交试验法考察了m（灰）/m（碱）比、m（灰）/m（水）比、煅烧温度和晶化时间对出水中色度和COD指标的影响,并确定了沸石制备的最佳工艺条件为m（灰）/m（碱）比1.2：1、m（灰）/m（水）比1：9,焙烧温度500℃和晶化时间10 h。将最佳条件下制备的沸石负载氧化铜并与过氧化氢联合催化氧化处理酸性大红GR废水,获得了满意的结果：出水中色度和COD指标达到25（稀释倍数）和105 mg.L-1,分别低于纺织染整工业污染排放标准GB 4287—92规定的一级和二级排放标准。制备的沸石经XRD表征,确定为NaA型沸石相。     

用硅铝废渣制备4A沸石及其表征

以硅铝废渣为原料,采用低温水热合成法制备4A沸石.通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)为手段,来考察反应体系组分、反应温度、反应时间对制备4A沸石的影响.结果表明,在n(SiO2)/n(Al2O3)=2,n(Na2O)/n(SiO2)=0.7,n(H2O)/n(Na2O)=43,晶化温度90～100℃,反应时间6 h的条件下合成纯度较高的4A沸石.     

L沸石合成晶化区研究

以沉淀二氧化硅、氢氧化铝为硅源和铝源、氢氧化钾和氢氧化钠为碱源，在水热条件下合成了L沸石，研究了在加入L沸石导向剂情况下L沸石的晶化相区及随合成条件的变化．实验发现硅铝比n(SiO2)／n(A12O3)等于14时，不加L沸石晶化导向剂，在150℃晶化时不能得到纯的L沸石，产物为无定形或主要为W沸石．加入L沸石导向剂容易在低硅铝比时合成纯净的L沸石，适宜的L沸石合成条件是同时具有较低的碱硅比和较低的水碱比．硅铝比等于14时，晶化温度从130℃升高到170℃，L沸石晶化区向低水碱比方向缩小，同时向较高碱硅比方向略有扩大；硅铝比和钾碱比降低均使L沸石晶化区向低碱硅比和低水碱比方向缩小．     

煅烧活化化工原料水热合成4A沸石

煅烧活化化工原料后，缩短了晶化时间，而且使合成4A沸石的纯度达到最高。通过实验得出了用化工原料煅烧合成4A沸石的最佳条件：煅烧温度500℃，煅烧时间2h，水热合成时间4h。     

碱熔融-水热法利用粉煤灰合成沸石的研究

以粉煤灰为原料,采用Na2CO3碱熔融-水热法合成沸石产品.通过正交实验方案,考察NaOH浓度、晶化温度、晶化时间和固液比等实验因素对合成沸石产率和种类的影响,优化合成沸石条件.通过极差分析得知:NaOH浓度对合成沸石的产率和种类均有重要影响,当NaOH=2mol/L时,合成沸石的产率可达56%,沸石的种类有钙十字沸石、方沸石、丝光沸石和浊沸石.     

热浸渍晶种法制备高重复性NaA分子筛膜

利用热浸渍法和打磨法引入晶种合成NaA分子筛膜,将合成的NaA分子筛膜应用于乙醇/水混合体系,研究进料温度、进料侧压力及进料流量等对其分离性能的影响。结果表明,进料温度升高,渗透通量和分离因数呈增大趋势;进料侧压力增大,渗透通量增加,分离因数减小;进料流量增大,渗透通量明显增大,分离因数未发生明显变化。进料温度为75℃、进料侧压力为100kPa、相对真空度接近-0.1MPa、进料流量为16L/h时,所得NaA分子筛膜的渗透通量和分离因数分别为1.08kg.m-2.h-1和3 338,此时用于乙醇/水混合体系分离效果最佳。NaA分子筛膜的重复性高达80%。     

NH+4改型合成钠型丝光沸石和钾型丝光沸石对K+、Na+的等温交换

用铵盐改型合成的钠型、钾型丝光沸石 ,测定了两种改型沸石 2 5℃时的K /NH 4、Na /NH 4交换等温线 ,得出两种沸石的Na /K 交换平衡常数和自由能变     

煤系高岭土酸浸脱铝水热合成NaY分子筛

以煤系高岭土为原料,经煅烧、酸浸脱铝工艺,首次在酸浸偏高岭土-碱水热反应体系中合成了NaY分子筛.采用XRD,SEM对所合成样品进行表征,考察了体系中碱度、硅铝比、老化过程、晶化过程对NaY分子筛合成的影响.结果表明:该水热反应体系适宜的碱度条件为n(H2O)/n(Na2O)=80,碱度过高或过低均会出现P型分子筛杂相.适宜的硅铝配比为n(SiO2)/n(Al2O3)=6.4;老化有助于生成纯相、结晶度好的NaY分子筛,其适宜的老化温度为50℃、老化时间为4h.晶化温度过高或晶化时间过长易转晶生成P型杂相,适宜的晶化条件是晶化温度为85℃、晶化时间为24h.在该反应体系中反应原料由偏高岭土酸浸脱铝后获得,产物结晶度较高,无杂晶,晶形完整,粒度为2μm左右.     

流化床粉煤灰合成沸石的研究

在较低液固比(5∶1)下,以流化床粉煤灰为原料通过敞开体系和密闭体系水热法成功合成了A,P型沸石,考察了粉煤灰原料组成、晶化时间、碱度、温度、搅拌、敞开及密闭体系等合成条件对合成沸石晶型、结晶度和形貌的影响.结果表明,流化床粉煤灰不需要高温焙烧,只需简单处理即可反应获得A,P型沸石,体现了其较强的化学活性;合成中碱度对产物晶型及结晶度均有影响,碱度增加产物晶相由P型变化为A(或X)型;碱度继续增加,则转变为HS型.石英相在反应前后没有变化,其对晶化过程影响不大;富铝的流化床粉煤灰容易生成A型沸石,而富硅的流化床粉煤灰易生成P,X型沸石;敞开体系合成沸石工艺设备要求简单,产物结晶度较高,有利于实现工业化生产.     

NaA/TiO_2复合材料的制备及光催化性能的研究

以NaA、硫酸氧钛为原料,采用水热合成方法制备了NaA/TiO_2复合材料.以甲基橙为模拟污染物,研究了NaA/TiO_2的光催化性能,考察了NaA/TiO_2质量比、NaA/TiO_2的投加量和pH值对甲基橙的光催化降解效果.结果表明,当NaA/TiO_2质量比为1∶5、NaA/TiO_2的投加量为50 mg/m L、pH值为4时,NaA/TiO_2对甲基橙的降解效果最好.NaA/TiO_2对有机污染物的降解效果依次为甲基蓝=刚果红甲基橙罗丹明-B,NaA/TiO_2循环利用5次,NaA/TiO_2对甲基橙的光催化降解率仍高达99.5%以上.