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天然斜发沸石的改性作用与效果

发布时间:2021-03-03     浏览次数:162

天然沸石具有高的水含量和硅铝比,巨大的比表面积和孔隙率,并具有良好的吸附性,离子交换性,催化性,耐酸碱、耐高温等特性,因此被广泛用作吸附剂和离子交换剂,并逐渐大范围应用于催化剂和污水处理等领域。但是天然沸石含有杂质颗粒,这使其阳离子交换能力低并且限制了其开发和利用进程。尽管合成分子筛具有高纯度,但是其价格昂贵,因此需要对天然沸石进行人工改性。近年来,国内外许多学者对天然沸石的改性进行了研究,所采用的方法主要有无机盐改性,高温改性和有机改性等。

 

天然斜发沸石的改性作用与效果 

无机盐改性属于沸石的内部结构改性。它使用盐中的阳离子来交换天然沸石中的原始阳离子,改变阳离子的类型和数量,或在天然沸石的孔附近吸附新的阳离子,并改变天然沸石的孔尺寸。阳离子与沸石的相互作用改变了沸石的内部结构和阳离子类型,从而赋予了沸石新的离子交换性能。从沸石到阳离子的选择性交换顺序中,通常需选择NaCl、KClCaCl2进行修饰和比较,例如,天然沸石在用NaCl处理后变成Na-沸石。在沸石孔中,Na以较大的半径替换了诸如Ca2Mg2之类的阳离子。改性沸石的位阻降低,内部扩散速度加快,交换容量增加,去除氨氮的能力和反应速率也得以提高。

天然斜发沸石的改性作用与效果 

天然沸石的平均孔径和比表面积分别为9.80nm21.64m·2g-1Na型沸石的平均孔径和比表面积分别为10.63nm22.64m·2g-1。与天然沸石相比,Na型沸石的平均孔径和比表面积略有增加,但增加幅度较小。实验中,一般使用的天然沸石具有片状的重叠结构,并且在盐溶液中浸泡和洗涤后,Na型沸石的结构在结构上变得较疏松并且在孔中变得光滑。天然沸石的盐改性属于离子交换改性方法。在一定范围内,改性沸石的吸附容量会随着改性剂阳离子浓度的增加而增加,并且存在最佳浓度范围。

热改性是在一定温度下加热沸石。在不同温度下烘烤可以去除沸石空隙中的杂质,例如水分子、碳酸盐和有机物。随着煅烧温度的升高,沸石会逐渐失去水分,其内部结构中的结合水降低了水膜对污染物的吸收和抵抗力,从而改善和增加了沸石的离子交换性能和比表面积,进而提高了对水的去除效果氨氮。但是过高的温度会破坏沸石的结构,甚至失去其原有的离子交换性能。在约200℃下煅烧和改性后,沸石对氨氮的吸附容量略有增加,并且当温度超过300℃时,吸附容量显着降低,表明沸石的结构逐渐被破坏,因此在实际工艺中需要注意对其的温度控制。