粉煤灰合成分子筛与分子筛吸附金属的研究进展
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一
微波加热的特点：加热速度快、加热均匀、节能高效、易于
控 制 、选 择 性加 热 、安全 无 害。 由于微 波 的原理 与特 点 ，微 波 已 经在 实验 室 得到 广泛 使用 。在 试验 中使 用微 波 ，不仅 可 以减 小合 成分 子筛 的粒径 ，减 少形 成分 子筛 的 时间和 速度 ，还 可 以提 高合 成分 子筛 的吸 附性能 。 研 究 表 明，微 波加 热会 影 响 晶核和 晶体 的形 成 。实验 中要 注 意 的是 ， 水热过 程 中使用 微 波 ， 在 沸石 会在 辐射 的初 始阶 段形 成 。 在反 应 的中后 期 ，微波 辐射 会 阻止 沸石 的形 成 。在粉 煤灰 合成 沸 石 的反应 初 期 ，控 制辐 射 时间可 以缩 短合 成 的时 间。
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根 据报 道 ，在 中 国，煤燃 烧 的副产 物 已经 达到 ３亿 ｔ 目前 ， 。 粉 煤次 的利 用 率只 有 ３ Ｏ％左 右 ，技 术含 量和 附加 值都 不 高，其 『 １ ］ 小部 分粉 煤灰 用于 水泥 、砂 浆 、混凝 土 的掺 合料 ，粉 煤 灰作 为原 料代 替黏 土生 产水 泥熟 料的 原料 、制 造烧 结砖 、蒸压 加气 混凝 土 、
泡沫 混凝 士 、空心 砌砖 、烧 结 或非烧 结 陶粒 ，铺 筑道 路 ：构筑 坝 体 ，建设港 口，农 田坑 洼低地 、煤 矿塌 陷区及 矿井 的 回填【 Ｊ ｌ。 。 如何使 粉 煤灰 得到 最大 的利 用且 不会 造成 对环 境 的污 染 ，是 非常 有价值 的研究 方 向 。现 在 实验 室 已经 成 功 的将 粉 煤灰 转化 为 些 特殊 的分 子筛 ，但 实现 粉煤 灰合 成 分子筛 的工业 化还 不是 很
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滤 使 固液 分 离 ，用分 光光 度计 分析 滤液 中 ｓ 的浓度 ，向滤 液 中 添加 钠铝 盐 ，使硅 铝 比在 ０８ ２０之 间，然 后在 ９ ．～ ． Ｏ℃水 热反应 ４ ８ ｈ ，过滤 干燥 可 以得 到纯度 高达 ９ ％的沸 石 晶体 。 ９ １３微波 辅 助合成 法
２１年 第 １ ０１ ０期
第 ３ 卷 总第 ２２ ８ ２ 期
广
东
化Biblioteka Baidu
工
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粉煤 灰合成分子筛 与分子筛 吸 附金 属 的研 究进展
（ 东华 理工 大学 ，江 西 抚州 ３ ４ ０ ） ４ ０ ０
范 培 培
【 摘 要】 述 了将粉 煤灰 合 成沸 石分 子筛 ， 总结 了几种 方法 合 成分 子筛 的特 点和 优点 。为 了提 高分 子筛 的 结晶度 和得 到预 期韵 分子 筛种 类 ， 综 论 文讨 论 了由粉 煤灰 合成 分子 筛 的几种 影 响因素 ， 以及简 述 了分 子筛 对几种 放 射性 金属 吸 附的方 法和 意义 ，并对分 子筛 的应 用进 行 了展臻 。
１４ 晶种法 ． 为 了进 一 步缩 短合 成周 期 ，Ｌ ｒｓ 等 ＿ 提 出引入 了 晶种合 成 ａ ａ 】 ｏ 法 ，利用 天然 沸 石矿物 作 晶种 ，将 其 引入利 用粉 煤灰 合成 沸石 的 晶化 过程 。在适 当的 条件 下 ，晶种 可作 为 晶体生 长 中心 ，分子 筛 晶体 无需 成核 过程 而直 接在 晶种 的基 础 上生 长 ，可大 大缩 短合成 周期 。 晶种 的引入 则有 利于 特定 类 型分 子筛 的合 成 。但 是 ， 晶种 的引 入仍 不 易得 到纯相 目标 产物 ，且其 诱导 机理 尚不 明确 ， 因而 相关 的研 究还 需进 一步 加强 。 １５碱 融法 ． 传 统水 热合 成法 ，由于 反应 条件 温和 、 时间较 短 ，粉煤 灰 中 的石英 、 莫来石 等 结晶 体很难 溶解 于碱 溶液 中ｌ ，为 了提 高产 品 ｌ 的产量 和纯 度 ， ｈ ｅ ｔ 等 人＿。 提 出并在 实验室 中采 用 了在水 Ｓ ｉ ｍｏｏ ｇ 】 热 反应 前 引入碱 熔融 的方 法 。他们 认 为通 过高温 熔 融 ，粉煤 灰 中 稳 定 的结 晶态石 英和 莫来 石 一起 大部 分转化 为钠 的硅酸 盐和 铝酸 盐 ，然 后通 过水 热反 应 ，溶解 、浓 缩凝 胶至 结 晶合成 沸石 。 １ ． ６盐 一 合成 法 热 分 析 上 述 合 成 方 法 发 现 在 合 成 过 程 中都 需 要 用 水 作 为 反 应 剂 ，并 且 需 要 较 高 的 液 固 比 。冈 此 ，不 可 避 免 的产 生 了废 液 处 理 问题 。为 了改 善这 种情 况 ，Ｐ ｒ 等 人 ｌ ” 提 出盐 一 合 成 ａｋ ｌ Ｊ 热 法 。在 合 成 过程 中用 Ｎａ ＯＨ— ＮＯ Ｎａ 取 代 水 作 反应 介 质 ，反 应 条 件 为温 度 ２ ０ ３ ０℃ ，Ｎａ ５～５ ＯＨ ／Ｎａ ＮＯ３ ０３ ０５ 为 ．～ ．，Ｎａ 与粉 ＮＯ 煤 灰 的 比 为 ０７ １ ．～ ４情 况 下 反 应 得 到 方钠 石 、钙 霞 石 等 沸 石 结
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１４ 晶种法 ． 为 了进 一 步缩 短合 成周 期 ，Ｌ ｒｓ 等 ＿ 提 出引入 了 晶种合 成 ａ ａ 】 ｏ 法 ，利用 天然 沸 石矿物 作 晶种 ，将 其 引入利 用粉 煤灰 合成 沸石 的 晶化 过程 。在适 当的 条件 下 ，晶种 可作 为 晶体生 长 中心 ，分子 筛 晶体 无需 成核 过程 而直 接在 晶种 的基 础 上生 长 ，可大 大缩 短合成 周期 。 晶种 的引入 则有 利于 特定 类 型分 子筛 的合 成 。但 是 ， 晶种 的引 入仍 不 易得 到纯相 目标 产物 ，且其 诱导 机理 尚不 明确 ， 因而 相关 的研 究还 需进 一步 加强 。 １５碱 融法 ． 传 统水 热合 成法 ，由于 反应 条件 温和 、 时间较 短 ，粉煤 灰 中 的石英 、 莫来石 等 结晶 体很难 溶解 于碱 溶液 中ｌ ，为 了提 高产 品 ｌ 的产量 和纯 度 ， ｈ ｅ ｔ 等 人＿。 提 出并在 实验室 中采 用 了在水 Ｓ ｉ ｍｏｏ ｇ 】 热 反应 前 引入碱 熔融 的方 法 。他们 认 为通 过高温 熔 融 ，粉煤 灰 中 稳 定 的结 晶态石 英和 莫来 石 一起 大部 分转化 为钠 的硅酸 盐和 铝酸 盐 ，然 后通 过水 热反 应 ，溶解 、浓 缩凝 胶至 结 晶合成 沸石 。 １ ． ６盐 一 合成 法 热 分 析 上 述 合 成 方 法 发 现 在 合 成 过 程 中都 需 要 用 水 作 为 反 应 剂 ，并 且 需 要 较 高 的 液 固 比 。冈 此 ，不 可 避 免 的产 生 了废 液 处 理 问题 。为 了改 善这 种情 况 ，Ｐ ｒ 等 人 ｌ ” 提 出盐 一 合 成 ａｋ ｌ Ｊ 热 法 。在 合 成 过程 中用 Ｎａ ＯＨ— ＮＯ Ｎａ 取 代 水 作 反应 介 质 ，反 应 条 件 为温 度 ２ ０ ３ ０℃ ，Ｎａ ５～５ ＯＨ ／Ｎａ ＮＯ３ ０３ ０５ 为 ．～ ．，Ｎａ 与粉 ＮＯ 煤 灰 的 比 为 ０７ １ ．～ ４情 况 下 反 应 得 到 方钠 石 、钙 霞 石 等 沸 石 结
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