13X沸石分子筛对饮用水中NH_4~+-N吸附性能的实验研究

研究了 13X沸石分子筛对饮用水中低浓度NH+4 N的吸附性能 ,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH+4 N的吸附效果、沸石的再生效果及沸石对NH+4 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NH+4 N的吸附效果要好。在 pH值为 6 5～ 7 5、吸附时间为 2 0min、吸附温度为 2 0～ 30℃的条件下 ,沸石对NH+4 N的吸附率接近 10 0 % ,沸石对NH+4 N的吸附量可达 16 32mg/g。用直接焙烧法进行再生活化处理后的沸石对NH+4 N的吸附率仍接近 10 0 % ,沸石对NH+4 N的吸附机理是以离子交换吸附作用为主。 13X沸石吸附NH+4 N的过程符合Langmuir吸附等温模式。实验证明 ,利用 13X沸石净化含低浓度NH+4 N的饮用水具有良好的工业化应用前景。     

13X沸石分子筛用于洗衣粉助剂的实验研究

以合成的13X沸石分子筛样品为主要原料,对其进行了用于洗衣粉助剂的洗涤条件、洗涤性能及代替三聚磷酸钠的可行性进行了实验研究.     

13X沸石对Ni2+吸附性能的实验研究

在静态条件下，实验研究了13X沸石的用量、温度、时间、溶液pH值、初始Ni^2 质量浓度对Ni^2 吸附性能的。结果表明：在室温下，13X沸石对Ni^2 的吸附平衡时间为15min，对Ni^2 的最大吸附量为49.7mg/g沸石；静态等温吸附过程符合Langmiur吸附等温方程式；13X沸石对Ni^2 的吸附机理为离子交换吸附和表面络合吸附。     

利用13X沸石分子筛净化含Pb~(2+)废水的实验研究

采用静态间歇法 ,实验研究了含Pb2 +废水的 pH值及吸附时间对 13X沸石分子筛吸附Pb2 +性能的影响 ,得出了最佳去除效果的优化条件为 :废水的 pH值接近中性 ,吸附时间 10min。通过吸附实验 ,确定了在Pb2 +初始浓度为 2 0mg/L的条件下 ,13X沸石对Pb2 +的吸附量为 2 1 4 2mg/g ,即每克沸石净化含Pb2 +废水的最大体积量约为 75 0mL。解析实验表明 ,加入沉淀剂 ,浓缩洗脱液中的Pb2 +即以PbS的形式生成沉淀 ,为回收金属铅提供了可能 ;13X沸石在循环使用 5次的条件下 ,对废水中Pb2 +的吸附率仍高达 98% ,重复使用性能良好。经处理后的净化水中Pb2 +的浓度小于 0 4mg/L ,显著低于国家废水排放标准GB8978 88的指标 ( 1 0mg/L)。 13X沸石对Pb2 +的主要吸附形式是离子交换和表面络合反应。     

利用钾长石粉水热合成13X沸石分子筛的实验研究

对综合利用钾长石提钾工艺中的重要高附加值副产品13X沸石分子筛的合成进行了实验研究。对福建沙县的钾长石粉加入配料NaCO3进行焙烧实验，确定培烧的最佳工艺参数为：钾长石粉：NaCO3=1：1．30(摩尔比)，焙烧温度为845℃，焙烧时间为150min；优化的水热合成条件为M2O／SiO2(mo1)=1．50，H2O／M2O(mo1)=40．0，合成时间为8h，晶种加入量为9．0％。对合成样品化学成分分析、X射线物相分析、红外光谱分析、扫描电镜分析表明，合成13X沸石分子筛结晶完好，性能优良．水热反应经由溶解水合反应和聚合浓缩反应两大阶段。     

13X沸石分子筛的比表面积和孔分布

对利用钾长石粉水热合成的13X沸石分子筛分别进行了比表面积和孔分布测定。结果表明:13X沸石分子筛比表面积约为621.50~747.40 m²/g,总孔体积约为0.344 70~0.393 70 cm³/g;具有高比例且孔径小于2.50 nm的微孔,中-小型实验样品(SXZ-10g和SXZ-1kg)的微孔体积比例相近,为81.33%~84.70%,而扩大实验样品(SXZ-10kg)的微孔体积比例为67.90%~67.98%。13X沸石分子筛微孔的含量是决定13X沸石分子筛具有高比表面积和高效吸附性能的前提。     

13X沸石处理含赖氨酸废水的实验研究

用合成的13X沸石对废水中氨基酸(赖氨酸)进行静态吸附实验,研究了pH、温度、吸附时间、沸石用量等对吸附率的影响,结果表明,室温下沸石对赖氨酸的吸附平衡时间为30min,pH=pKa1=2.2时,赖氨酸在沸石上的吸附效果最好,吸附率大于82%,饱和吸附量达51.73mg.g-1。吸附等温线近似呈直线型,表明离子交换机制是沸石吸附氨基酸的主要方式。对已饱和吸附的沸石用饱和氯化钠溶液进行再生实验,赖氨酸的解吸率大于95%,沸石可重复使用。实验研究表明可用13X分子筛处理含氨基酸废水,为实际处理含氨基酸废水提供了可行性依据。     

沸石分子筛合成的X射线衍射研究

采用Ｘ射线粉末衍射物相分析方法,对沸石分子筛的合成工艺进行研究,通过原料来源、焙烧时间、碱浓度、结晶时间等诸多对合成的影响的研究,确定最佳的合成条件。     

利用高铁钾长石粉合成13X沸石分子筛的实验研究

对江苏丰县的富钾页岩进行预处理，得到钾长石含量达76．4％的钾长石粉，其Fe2O3含量高达7．52％。以此钾长石粉为原料经过焙烧处理、水热合成实验，在铁含量较高情况下成功合成了13X沸石分子筛，并采用正交实验法确定了优化工艺参数。对实验产物的主要性能测试表明，合成的富铁沸石产品与13X沸石分子筛工业产品相似，吸附量达到国家化学工业产品标准，可用于对含重金属离子废水的吸附处理。     

介微孔复合沸石分子筛对重金属离子吸附性能的实验研究

以介微孔复合沸石分子筛MCM-41／ZSM-3为吸附剂，采用静态吸附方法初步研究了其对重金属离子Cu^2 、Zn^2 、Pb^2 、Cd^2 的吸附性能。结果表明：对于配置的60mg／dm^3重金属离子溶液，使用分子筛用量为10g／dm^3时，在较宽的pH范围内MCM-41／ZSM-3对Cu^2 、Zn^2 、Pb^2 、Cd^2 的吸附率可达90％以上；对等温吸附曲线的回归分析得出Cu^2 、Zn^2 、Pb^2 、Cd^2 在实验浓度范围内符合Langmuir单吸附位吸附曲线且具有较大的吸附容量。     

Fe2O3对13X沸石分子筛合成条件及性能的影响研究

对江苏丰县的富钾页岩进行预处理,得到不同Fe2O3 质量分数的钾长石粉体原料FXY1、FXY2,经中温焙烧得到偏铝硅酸盐前体化合物,水热晶化合成了13X沸石分子筛。采用正交实验法,确定了水热晶化反应的优化工艺条件,原料中Fe2O3 质量分数的不同导致水热晶化反应的工艺参数有所不同。合成的两种沸石的性能与13X沸石分子筛的工业产品相似,吸附量均达到国家化学工业产品标准HG/T 2690 95的要求。对比实验表明,原料中Fe2O3 质量分数的降低可使其在更宽的碱度范围内合成性能更优的13X沸石产品。由低Fe2O3 质量分数的FXY2为原料合成的沸石,其物相纯度、热稳定性、白度、比表面积、吸附性等性质更优。合成沸石均可用于对含重金属离子废水的深度净化处理,由FXY2为原料合成的13X沸石还可用作洗涤助剂。     

天然锰钾矿吸附水溶液中Hg^2＋的实验研究

利用粉碎分级的天然锰钾矿去除水溶液中Hg^2 的实验研究表明：反应平衡时间约为20小时；pH值对其吸附率影响很大，在中性（氯化物在偏碱性）条件下吸附率较高；溶液中阳离子的存在会产生竞争吸附而降低对Hg^2 的吸附量，2价金属离子较1价金属离子对Hg^2 竞争干扰明显；溶液中Cl^-的存在能明显降低对Hg^2 的吸附量。对等温吸附曲线的回归分析得出在浓度为5～350mg/L段能很好地符合Langmuir单吸附位吸附曲线，并计算出在该实验条件下其最大理论吸附量为27.6mg/g。解吸实验结果表明，在无其他电解质参与的条件下解吸量较少，受多种电解质干扰时其解吸率不超过20%。     

非水溶性钾矿制取碳酸钾研究:副产13X型分子筛

非水溶性钾矿通常以钾长石为主要矿物相。对其进行粉碎、摇床重选、湿法磁选和化学酸浸除铁等预处理,可制得纯度达75%~95%的钾长石粉体。以碳酸钠为助剂,在760~860 ℃的中温下钾长石发生固相分解反应,生成偏硅酸钠、偏铝酸钾(钠)前体化合物,用于水热合成13X 沸石分子筛。滤液为富含[SiO2(OH)2]2-、Na+、K+的碱性溶液,通入CO2 进行酸化反应,生成SiO3·nH2O胶体沉淀,经250 ℃下煅烧即制成白炭黑。剩余滤液为NaHCO3 KHCO3 H2O三元水盐体系,再经浓缩、分离、纯化、结晶,制取碳酸钠和碳酸钾。由此,原矿中SiO2、Al2O3、K2O 3 种主要组分均可制成高值产品,可达到钾长石资源利用率接近100%、“三废”近于零排放的高效节能、清洁生产的“绿色过程”要求。本项技术实现规模化工业生产,将有利于缓解我国水溶性钾盐资源极缺的矛盾,平衡钾盐市场,提高国民经济可持续发展中钾盐资源的保证程度。     

不同生长阶段氧化亚铁硫杆菌的Cu2+吸附研究

通过不同生长阶段的氧化亚铁硫杆菌对Cu2+的吸附实验研究,发现对数期和稳定期的氧化亚铁硫杆菌的Cu2+吸附容量存在一定差别,对数生长期比稳定期的氧化亚铁硫杆菌吸附量略高.同时,Cu2+的吸附量与溶液的pH值之间存在显著的负相关关系,说明在吸附过程中,Cu2+与氧化亚铁硫杆菌的表面存在的化学基团发生了质子交换反应.对数生长期的氧化亚铁硫杆菌和稳定期的氧化亚铁硫杆菌吸附过程均符合Freundlich吸附模型,表明氧化亚铁硫杆菌细胞的表面化学非均质性较强.不同生长阶段细菌的吸附性能差异可能与细胞表面的化学结构存在差异有关.     

施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验研究

在金属硫化物的表生氧化过程中,施氏矿物是最常见的一种次生矿物.施氏矿物具有粒度小、比表面积大、表面吸附能高的特点,能够吸附环境流体中的重金属离子和微生物细胞,从而影响重金属元素及微生物的表生地球化学行为.利用化学合成的施氏矿物,开展了施氏矿物吸附Cu2+及氧化亚铁硫杆菌的实验.结果显示:施氏矿物对金属Cu2+及氧化亚铁硫杆菌均有较强的吸附性;施氏矿物对Cu2+的吸附基本符合Langmuir吸附模型,而对氧化亚铁硫的吸附行为不符合Langmuir模型,可用Freundlich模型描述;施氏矿物的存在对流体中微生物的活动性及其地球化学行为有重要影响,可能会降低氧化菌分解金属硫化物的效率.     

沙泉子铜镍矿壤中汞气和二氧化硫气体地球化学测量

为研究壤中汞气与二氧化硫气体地球化学测量在干旱戈壁荒漠区隐伏铜镍矿的找矿效果,设计了对沙泉子隐伏铜镍矿壤中汞气与二氧化硫气体的地球化学剖面测量试验,取得了较好的结果.壤中汞气与二氧化硫气体在隐伏矿化体上方出现不同程度的异常特征,说明这两种方法在试验区对寻找隐伏铜镍矿有一定效果,为在干旱戈壁荒漠区找矿提供了新思路.     

流动环境中二维铅垂纯射流的试验研究

对均匀流动环境中的铅直二维射流进行了试验研究,得到了流动转变的条件.采用超声多普勒流速仪(ADV)对射流流场进行了测量,得到了流速矢量图和流线图,发现在射流的迎流面存在流线跌落现象.探讨了流速比对射流背流面涡心和分离点位置的影响.给出低流速比为8的射流流场的实测结果,以供数值模拟对比使用.