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沸石優(yōu)化改性與去除氨氮效果
來(lái)源:沸石百科
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作者:shenshiky
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發(fā)布時(shí)間: 2019-11-16
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沸石作為一種廉價(jià)的非金屬礦物在工業(yè)催化及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中應(yīng)用已久，其改性研究與合成、應(yīng)用開發(fā)都大幅度推動(dòng)了沸石化學(xué)的發(fā)展。天然沸石經(jīng)過(guò)改性，可以明顯提高其孔隙率及表面活性, 提高吸附性能、 離子交換性能及交換量等，從而提高其使用價(jià)值。改性沸石包括范圍很廣，從經(jīng)簡(jiǎn)單的離子交換處理直到結(jié)構(gòu)完全崩塌而得到的產(chǎn)品都屬于改性沸石的范圍。一般來(lái)說(shuō)，沸石改性技術(shù)有兩種類型：一類是對(duì)沸石骨架元素的改性，另一類是對(duì)非骨架元素的改性。 對(duì)骨架元素的改性包括酸堿處理改性等，對(duì)非骨架元素的改性包括離子交換改性、 沸石內(nèi)配位化學(xué)、 表面活性劑改性等。
沸石的吸附力不僅僅靠表面的色散力, 還有內(nèi)部較大的靜電力。 這種靜電力, 主要是因?yàn)榉惺Ц窨籽ㄖ蟹植加嘘?yáng)離子，同時(shí)部分格架氧也具有負(fù)電荷，從而形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，沸石因?yàn)樯⒘挽o電力的共同作用，故其吸附力特別強(qiáng)大，故其對(duì)氨氮具有強(qiáng)大的吸附效應(yīng)，吸附主要去除水中分子態(tài)的氨氮。
分別稱取 10 g粒徑為 58~ 120 m 的天然沸石入馬弗爐中，在200、 300、 400、 500 或 700°C溫度下處理 2 h，取出放入干燥器中冷卻至室溫密封保存。分別稱取 10 g天然沸石，在室溫下分別在 200 m L濃度為 200 g /L 的 NaCl、Kcl和 CaCl2 溶液中處理24 h，多次洗滌改性沸石至中性，過(guò)濾后在 105°C的烘箱中烘 2 h, 冷卻至室溫密封保存。
加熱可使沸石的孔穴和通道中的水分子、 碳酸鹽和有機(jī)物除去，使內(nèi)表面積增大, 從而可提高沸石的吸附能力。 由下圖可以看出, 經(jīng)過(guò) 200~ 400°C條件焙燒改性后, 沸石的氨氮吸附量略微提高，高于400°C后吸附量明顯下降，說(shuō)明沸石的結(jié)構(gòu)已經(jīng)被破壞。
但目前沸石改性存在以下問(wèn)題：沸石改性成本昂貴，應(yīng)繼續(xù)深入研究，尋找低成本、高效率的改性方法；由于種種原因，中國(guó)雖然有豐富的沸石資源，但是沸石改性技術(shù)現(xiàn)在大多仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，應(yīng)用于實(shí)際的技術(shù)并不多，下一步應(yīng)通過(guò)中試和生產(chǎn)性試驗(yàn)，積累改性技術(shù)的最佳工藝條件，使其在環(huán)境保護(hù)、污染治理及化工催化方面發(fā)揮更重要的作用。
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