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沸石改性及应用

信息来源:潍坊沸石生物技术开发中心 作者:

 

  天然沸石经过改性,可以明显提高其孔隙率及表面活性,提高吸附性能、离子交换性能及交换量等,从而提高其使用价值。改性沸石包括范围很广,从经简单的离子交换处理直到结构完全崩塌而得到的产品都属改性沸石范围。沸石改性技术有两种类型:一类是对沸石骨架元素的改性,另一类是对非骨架元素的改性。对骨架元素的改性包括酸碱处理改性等,对非骨架元素的改性包括离子交换改性、沸石内配位化学、表面活性剂改性等。本文只对常用改性方法做简单介绍。

  酸碱处理改性酸改性,即用无机酸或有机酸处理分子筛,使其骨架脱铝,可使用的酸有盐酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、乙二胺四乙酸(H4EDTA)等。根据分子筛耐酸性的差异,采用不同浓度的酸进行骨架脱铝。沸石经酸处理改性后,可部分脱除分子筛骨架铝以及去除孔道中的堆积物种,增大分子筛硅铝比及比表面积,大幅度提高其疏水性,可提高分子筛的吸附性能。与沸石的酸处理脱铝一样,沸石的碱处理也是一种沸石改性的方法,但与酸处理不同的是,沸石的碱溶液处理可以选择性地脱除沸石中的硅,降低沸石的硅铝比,改变与沸石硅铝比相关的性能。
  白峰、马鸿文等人研究了13X沸石分子筛对饮用水中低浓度NH3-N的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH3-N的吸附效果、沸石的再生效果及沸石对NH3-N的吸附机理。实验表明,用NaOH处理的沸石比未处理的沸石对NH3-N的吸附效果要好。在pH值为6.5~7.5,吸附时间为20min,吸附温度为20℃~30℃条件下,沸石对NH3-N的吸附率接近100%,吸附量可达16.32mg/g。
  郑礼胜等将天然沸石经用HCl及干燥等改性处理后,表面积明显增加,从而提高了它的吸附能力,并对改性沸石处理含铅废水进行了试验研究。结果表明,在废水pH值为4~12,Pb2+质量浓度为0mg/L~100mg/L范围内,按m(铅)∶m(改性沸石)=1∶200投加改性沸石进行处理,铅去除率在98%以上。