粤西北煤矸石制备4 A。沸石分子筛的工艺实验研究

粤西北煤矸石制备４Ａ。沸石分子筛的工艺实验研究曹俊臣彭金莲冉红彦李本超（中国科学院广州地球化学研究所，广州５１０６４０）关键词煤矸石４Ａ。沸石分子筛工艺实验粤西北采用煤矸石合成４Ａ。分子筛，既可清除污染，又能变废为宝。我们以广东粤西北煤矸石为原料，初...     

天然斜发沸石吸附去除水中氨氮机理研究

采用天然斜发沸石吸附去除水中氨氮,利用X射线衍射(XRD)和X荧光光谱(XRF)分析沸石的物相组成和化学成分。通过批试验考察p H、氨氮初始浓度和温度对沸石吸附氨氮的影响,通过吸附等温线、吸附热力学和吸附动力学的研究探讨天然斜发沸石吸附氨氮的机理。溶液p H=8时沸石对氨氮的吸附效果最佳。Freundlich吸附等温线较Langmuir能更准确描述天然斜发沸石吸附氨氮的过程,该吸附过程属优惠吸附。对吸附热力学参数计算得到吉布斯自由能变ΔG~00,熵变ΔH~00,说明天然斜发沸石吸附氨氮是自发的吸热过程;熵变ΔS~00说明氨氮在沸石上的分布较在水溶液中的分布倾向无序。吸附动力学符合准二级动力学方程,且随着氨氮初始浓度的增大,吸附反应的优惠程度降低。运用颗粒内扩散模型对实验数据的拟合结果表明吸附过程分为两个阶段:前30分钟主要是外表面吸附,30分钟后主要是颗粒内扩散。     

不同温度条件下氨氮在砂土中的吸附实验研究

温度的变化能够改变水体的环境,引起周围环境中的离子吸附解吸作用的变化.不同于其他土壤,砂土的保水保肥能力更差,砂土地区一旦发生氨氮(NH+4-N)污染,情况会更加严重和突出.为防治砂土地区NH+4-N污染提供理论依据与技术支持,通过NH+4-N的静态吸附试验,研究不同温度条件下NH+4-N在粗砂、中砂、细砂中的吸附转化特征,得到如下结论:在试验设置的温度区间内,总的趋势是温度越低,砂土对NH+4-N的吸附量越高,表明温度升高对NH+4-N的吸附有抑制作用,这主要是因为吸附过程中会产生弱放热效应,进而降低渗滤介质对NH+4-N的平衡吸附量;在25~30℃区间内存在硝化与反硝化作用的临界温度,当温度低于临界温度时,NH+4-N吸附量的减少主要是由于发生了硝化反应,当温度高于临界温度时,NH+4-N的吸附量减少主要是由于发生了反硝化反应.     

4A沸石分子筛对KNO3和NH4NO3的吸持作用

实验研究了4A沸石分子筛经熔融盐处理后对KNO₃和NH₄NO₃的吸持作用。结果表明：在实验条件下,KNO₃处理后的4A沸石中含钾(以K₂O计)15.01%,含NO^-₃ 9.23%;NH₄NO₃处理后的4A沸石中含NO^-₃ 10.78%,含NH⁺₄ 0.94%。熔融盐处理后的样品X射线衍射峰相对强度发生了变化,红外光谱中1 640 cm^-1附近水的吸收带强度减弱,1 390 cm^-1附近出现的NO^-₃离子的强吸收带及825 cm^-1附近出现的NO^-₃离子的弱吸收带,以及热重-差热曲线中KNO₃和NH₄NO₃的热失重和分解热效应均证明沸石中吸持盐的存在。处理后4A沸石分子筛的基本骨架结构没有被破坏,吸持盐的4A沸石对营养盐的储备大大提高,是潜在的缓释肥料。     

岩溶地下河系统石灰石对BTEX的吸附动力学和热力学

石油类单环芳香烃BTEX是岩溶地下水中常见的有机污染物,但有关BTEX与石灰石的吸附研究报道很少。文中利用静态吸附实验,研究了桂林寨底地下河系统石灰石含水介质对汽油组分BTEX化合物的吸附动力学和吸附热力学。结果表明：（1）石灰石含水介质对BTEX具有明显的吸附性,BTEX实验吸附容量介于0.004~0.061 mg/g,大小顺序为甲苯>苯>间对二甲苯>邻二甲苯>乙苯,其动力学过程适合用假二级动力学模型描述,表明乙苯和二甲苯的吸附速率明显高于甲苯和苯,模型预测的BTEX吸附容量介于0.005~0.067 mg/g,大小顺序与实验结果一致。（2）BTEX在石灰石含水介质中的吸附热力学符合Freundlich模型及其特例Linear模型,Freundlich常数介于0.076 4~0.189 3［mg/g］［L/mg］1/n,1/n介于0.943 4~0.970 1,BTEX分配系数为0.002 3~0.021 2 L/g。BTEX吸附能力顺序为间对二甲苯>乙苯>邻二甲苯>甲苯>苯。然而,石灰石与BTEX之间的吸附等温线不适合用Langmuir模型描述。这项研究能够为深入探讨BTEX在西南岩溶地下水中的迁移与归宿机制提供科学依据。     

以煤矸石为原料水热法制备4A沸石的动力学研究

以依兰矿区煤矸石为原料研究了4A型沸石的合成方法及其合成动力学模型.推导出含有速率常数的分段式动力学方程;实验分析了最佳反应条件下,不同反应时间内产品的结晶度,通过待定系数法确定出各方程速率常数,整合动力学方程,最终得到利用煤矸石制备4(A)沸石的动力学模型.采用模型方程对实验晶化曲线进行拟合,得到如下结论:4(A)沸石结晶反应发生在凝胶后期;在晶化后期,凝胶的溶解速率决定了晶体生长速率和在有限晶化时间内产品的结晶度.     

赤泥吸附垃圾渗滤液中COD和氨氮的实验研究

在不同的环境条件下,以北京昌平小汤山的阿苏卫垃圾卫生填埋场渗滤液为研究对象,以COD、氨氮为评价指标,进行了赤泥吸附垃圾渗滤液中有害物质的实验,研究了赤泥的COD、氨氮吸附效果与其用量、渗滤液pH、温度、振荡时间的关系.实验表明,赤泥对氨氮有一定的吸附能力.     

13X分子筛活化及其对氧气转移时吸附/解吸过程中氧同位素分馏效应的研究

在激光BrF5法分析硅酸盐和氧化物矿物的真空提取流程中,通常采用氧气作为工作气体来测定样品的氧同位素组成。这需要使用分子筛吸附并转移氧气到质谱进样系统,而分子筛的活化对于有效吸附和解吸氧气至关重要,否则会引起分析过程中的氧同位素分馏。通过采用13X分子筛进行多组实验分析,笔者发现用不同活化程度或中毒失活分子筛沸石转移时可能存在氧同位素分馏。在低温下分子筛是不能够活化的(或活化不完全),吸附能力很低,所测定的δ18O值是波动的。在200℃马弗炉中预加热24h,然后迅速转移到温度为100℃、真空度为10-3Pa系统中加热12h的分子筛,对氧气吸附能力很强,氧同位素分析的绝对误差为±0.05‰(1σ),能够满足地球化学氧同位素分析的要求。如果分子筛受BrF5污染,其吸附能力大为降低,测定的δ18O值呈下降趋势,氧同位素分馏高达0.7‰。如果分子筛受水汽污染,质谱接受电压不断地降低,存在解吸温度下的再吸附过程,测定δ18O值呈上升趋势。因此,分子筛在使用前要在适当条件下的活化,在发现污染或测量值发生波动变化时要及时更换,否则难以保证氧同位素分析数据的可靠性。     

羟基氧化铁改性硅藻土对六价铬的吸附性能

利用羟基氧化铁对硅藻土进行改性制备复合吸附剂,然后用一次平衡法研究了复合吸附剂对水体中铬酸根的吸附性能。实验结果表明:pH值为1.0,废水中Cr(VI)质量浓度不大于100 mg/L,吸附剂用量为0.5 g,吸附平衡时间为30min左右时,对六价铬的去除率达85%。动力学研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附动力学可以利用拟二级动力学方程较好的描述。吸附平衡研究结果表明,Cr(Ⅵ)在复合吸附剂上的吸附既可以利用Langmuir模型又可以利用Freundlich模型加以描述,这可能是由于复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附既有单层吸附又有多层吸附。     

绿沸石基复合材料对河道水中氨氮去除效果研究

以绿沸石、硅藻土、膨润土、牡蛎壳为主要原材料,包衣机制粒后马弗炉焙烧制成绿沸石-硅藻土(GZD)、绿沸石-膨润土(GZB)、绿沸石-牡蛎壳(GZO)等3款球状氨氮吸附材料。探究造孔剂-粘结剂配比、物料配比、焙烧温度、焙烧时间对污水中氨氮的吸附量和材料散失率的影响,通过吸附动力学、吸附等温线、氨氮去除率、材料散失率试验探讨其吸附机理。并设计了简易装置,用实际河道水样对比分析了3款复合材料与块状绿沸石原矿对氨氮的吸附效果和重复利用次数,对处理效果最佳的GZD中的主要材料绿沸石和硅藻土进行了SEM和XRF表征。结果表明:GZD的氨氮吸附效果最佳,制备条件为造孔剂、粘结剂、绿沸石、硅藻土的质量比为1.2﹕5﹕9﹕1;在500℃下焙烧3 h;GZD对氨氮的吸附符合准二级动力学,用Freundlich等温线比Langmuir等温线更适合描述其吸附过程;GZD对实际河道水样进行5次吸附再生后仍具有明显效果。     

填料配比及环境因素对人工湿地去除氨氮效果的影响

选择火山灰、沸石和无烟煤作为人工湿地除氨氮填料,对不同比配的填料进行污水除氨氮吸附实验,筛选出最优填料配比。并对最优配比方案进行了p H值、有机质对去除氨氮的影响实验。实验结果证明火山灰、沸石和无烟煤的配比为1:1:2时处理污水中的氨氮效果最好。p H值在4~7范围内去除氨氮效果理想,有机质草酸对去除氨氮影响不大、但有葡萄糖存在时去除氨氮效果明显降低。     

ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr2+的吸附行为

研究了ZH型重金属螯合纤维对水溶液中Sr~(2+)的吸附行为,考察了pH值、纤维加入量、Sr~(2+)初始浓度、作用时间等对吸附行为的影响,并采用SEM、EDS和FTIR等现代分析测试手段探讨了ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附机制。结果表明,在pH值为7.0、纤维加入量为2.0 g/L、Sr~(2+)初始质量浓度为50 mg/L的条件下,纤维对Sr~(2+)的吸附在4 h左右基本达到平衡。实验条件下ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的最大吸附量可达26.22 mg/g。等温吸附拟合结果表明,ZH型重金属螯合纤维对Sr~(2+)的吸附可能是以单分子层为主的单分子层和多分子层吸附共同作用的结果。纤维对Sr~(2+)的动力学吸附过程符合准二级动力学模型。红外光谱分析表明Sr~(2+)与纤维上—NH_2和—COOH等基团进行配位络合从而吸附在纤维表面,—CH_2—和C=CH_2等基团参与此吸附过程。能谱分析表明Sr~(2+)与纤维上Na~+和Ca~(2+)还存在着离子交换作用。     

电解脱氮除磷技术在海产养殖废水治理中的研究

海产养殖迅速发展造成水域富营养化、赤潮频发,海产养殖废水污染的治理迫在眉睫。为解决此问题将电解脱氮除磷技术应用在海产养殖废水处理中,并探讨电压、pH、极板间距和电解时间对脱氮除磷去除率的影响。结果表明:脱氮除磷的去除率与电压成正相关,与极板间距成负相关。在电压为30V,极板间距10cm,pH为7时,NH_4~+-N、NO_3~--N和TP的去除率达到最大分别为72%、90%、85%。     

煤系高岭土合成4A沸石试验研究

本试验所用原料为大同怀仁和徐州夹河煤系高岭土,这两种原料的ＳｉＯ２和Ａｌ２Ｏ３分子比均接近于２,其成分能满足合成４Ａ沸石的要求。本试验首先进行了原料的焙烧活化及漂白的试验研究,解决了原料的白度问题。分析探讨了合成４Ａ沸石过程中成分、碱度、温度、时间及搅拌等对合成试验的影响,并通过对比试验获得了最佳合成条件,得到了合格的４Ａ沸石产品。     

喀斯特石冠腐殖土及其对NH4+-N的吸附性能——以云南石林为例

石冠腐殖土在喀斯特地区广泛分布,具有维系喀斯特生态系统植物多样性、截留沉降养分和水分等重要的生态功能。本文以云南石林为例,选择典型石漠化生态系统、人工林生态系统和次生林生态系统,实地取集各类小生境的石冠腐殖土样,并进行NH4+-N吸附实验,探究石冠腐殖土对NH4+-N的吸附动力学和等温吸附特征。结果表明:石漠化生态系统、人工林生态系统和次生林生态系统每平方米岩石投影面积的石冠腐殖土分别为40.45±25.38 g、38.89±9.92 g和397.66±142.71 g;石冠腐殖土对NH4+-N的吸附动力学遵循准二级反应动力学方程,2 min内能完成吸附量的65%～75%,吸附平衡时间约为20 min;腐殖土对氨氮的吸附量随加入NH4+-N浓度的升高而增加,吸附等温线符合Boxlucas1模型,依据此模型计算出的石漠化生态系统石冠腐殖土的吸附性能最大,最大吸附量约7.79 g/kg,人工林次之,为5.29 g/kg,次生林的吸附性能最小,吸附量仅为4.73 g/kg,腐殖土对氨氮的截留率为20%～50%。      

广西资源红辉沸石合成4A沸石的工艺研究

初步研究表明，经适当预处理，广西资源红辉沸石可作为合成4A沸石的优质源。通过反复实验，探索出了经济有效的原料预处理与4A沸石合成工艺流程及相关技术参数，既为该地红辉沸石的高层次开发利用开创了新途径，又为4A沸石合成提供了一种来源丰富的新原料。     

吉林通化地区煤系高岭岩合成4沸石研究

以吉林通化地区煤系高岭岩为原料,采用水热法合成了4沸石,讨论了煅烧温度、用碱量、晶化时间和温度等对生成产物的影响。实验表明：合成4沸石的适宜条件为：煅烧温度650-850℃,用碱量Na2O/SiO2=2.80,晶化时间2 h,晶化温度80℃,胶化时间2 h,老化时间10 h,在此条件下合成的4沸石,其钙离子交换量为233.51 mg.CaCO3/g。     

不同粒径泥沙共存吸附动力学模式研究

天然水体中泥沙组成具有非恒定性和非均匀性,而不同粒径泥沙的吸附能力差异很大.因此.讨论天然水体中泥沙对重金属污染物的自净能力,必须研究不同粒径泥沙共存(即非均匀沙)的吸附模式.通过系统室内静态试验,研究了不同粒径泥沙共存吸附的吸附动力学模式.它表明,不同粒径泥沙共存吸附体系各粒径之间不存在竞争和干扰,共存体系单位重量泥沙的吸附量等于各粒径泥沙单独存在,在相同条件下单位重量泥沙的吸附量乘以其在共存体系中所占份额的和.这在一定程度上解决了天然河流水体泥沙吸附量的计算问题.