沸石在水环境治理中的应用现状与前景

文章叙述了沸石的基本结构以及吸附、离子交换特性，总结了近年来国内外有关沸石在水环境保护方面的研究与应用成果，提出了沸石在今后的水环境保护和改善方面将具有广泛的应用前景。     

天然沸石的铵吸附容量研究

为了探讨天然沸石对NH4^＋的吸附规律,以江苏镇江的天然沸石为实验对象,测试其矿物组成与化学成分,通过静态摇床法实验研究其对铵离子的吸附特性及阳离子的交换特性,进行吸附等温线实验。结果表明,实验沸石对NH4^＋吸附等温线符合Langmuir公式。根据数学分析,确定沸石的铵吸附容量。     

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。     

黑龙江省穆棱沸石矿在环保领域的应用探讨

黑龙江省穆棱沸石矿的储量大、品位高、沸石类型好、物化性能优良.以其优良的离子交换性能和吸附性能,将天然沸石应用在环保领域必将产生良好的效果和巨大的经济效益.     

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。     

沸石强化过滤的中试及生产性试验研究

对新型水处理材料沸石强化常规给水处理工艺进行了中试和生产性试验,并与石英砂滤料做了对比.中试结果表明粒径为0.80-1.20mm沸石对浊度、氨氮、有机物都表现出良好的去除效果,过滤时的水头损失、反冲洗强度明显小于石英砂,不仅能满足反冲洗要求,还可节省反冲洗水量,降低运行成本.在生产性试验条件下,沸石对浊度、氨氮、耗氧量的去除率分别为95%、83%和39%.因此,在当前水源水遭到污染的情况下,用沸石替代石英砂滤料可明显改善水质,在不增加处理构筑物的情况下,对给水处理工艺可起到强化作用     

沸石的改性及其对水源水中氨氮去除的研究

以水源水为处理对象,通过对沸石进行酸、盐、高温改性和氨氮去除试验,考察沸石粒径、接触时间、温度等因素对氨氮去除的影响。结果表明,经盐(NaCl)改性的沸石对氨氮有较高的去除率,对于氨氮浓度为4.43mg/L的水源水,在粒径0.8～1.7mm、温度25℃的条件下,经15min接触,氨氮浓度可降至0.3mg/L,去除率可达93.2%。改性沸石对氨氮的去除机理是沸石表面(及内部孔隙)吸附作用和离子交换作用。对于普通自来水厂,只需将快滤池中常用的石英砂部分替换成改性沸石即可有效去除饮用水中的氨氮。经测算其投资仅增加33～39元/m3,运行费用基本不变。     

碱活化条件对粉煤灰合成不同类型沸石的影响

用高硅铝比粉煤灰水热合成Y型、P型和HS型沸石。讨论了碱活化粉煤灰的条件,包括焙烧方法、碱灰比和碱度对合成产物的影响。XRD分析表明:碱活化条件将直接影响沸石的晶型、晶粒尺寸和相对含量。采用620℃低温、两次短时间焙烧工艺明显地改善了活化效果。研究同时发现,低碱灰比和碱度条件下生成P型沸石;高碱灰比和碱度条件下生成HS沸石;Y型沸石的生成条件介于二者之间。合成产物纯度高,结晶好,具有高的阳离子交换容量。     

非对称天然沸石陶瓷膜的制备及其性能表征

利用天然沸石为主要原料,制备出具有过滤功能和重金属离子吸附功能的天然沸石非对称陶瓷膜。非对称膜中支撑体、中间层膜和顶层膜的平均孔径分别为6.6μm、0.6μm和0.1μm。非对称膜单位压力降(1 MPa)下的氮气通量和水通量分别为:24.69×103m3/(m2h)和1.87×103m3/(m2h);对重金属离子(铅离子)吸附交换能力为7.13 mg/g。     

1 nm锰矿相的人工合成及其金属阳离子交换特性

人工合成了纯净的1 nm锰矿相,并进行1 nm锰矿相的离子交换实验,发现1 nm锰矿相具有很强的离子交换能力,这可能是多金属结核为何能够大量富集铜、钴、镍等有价金属元素的重要原因之一;不同的金属离子和1 nm锰矿相发生交换反应的能力也不相同,结核中几种主要的金属离子和 1nm锰矿相的交换能力的优先顺序排列为Cu2+＞ Co2+＞ Zn2+≥Ni2+＞ Ca2+＞ Mg2+,其原因可能是由于1 nm锰矿相具有特殊的类似隧道结构以及各金属离子的特性不同所造成的.     

有机化膨润土对水中金属离子的吸附及其表征

通过正交实验研究了有机膨润土对水溶液中金属离子吸附的主要影响因素;将原矿和有机土进行了IR和XRD表征;测定了溶液酸度和溶液中金属离子浓度对有机膨润土吸附效果的影响;考察了有机膨润土的粒径和吸附次数对吸附效果的影响,以此论证新疆夏子街钠基膨润土及有机化膨润土对水溶液中各金属离子的吸附能力。实验结果表明:有机化膨润土对水溶液中Cr6 、Hg2 、Cu2 和Zn2 金属离子的去除率都比原土有显著提高;溶液的pH值对吸附效果影响较大;有机膨润土吸附量对数与Cr6 、Hg2 、Cu2 金属离子平衡浓度对数的吸附等温线近似成直线,符合吸附等温方程;金属离子浓度对有机膨润土吸附效果的影响趋势是Cr6 >Hg2 >Cu2 ;有机膨润土对金属离子吸附能力大小是Hg2 >Cu2 >Cr6 ,吸附速率大小是Cr6 >Hg2 >Zn2 。有机膨润土的粒径对吸附效果影响较小。     

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。     

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。     

炼铜烟灰制取硫酸铜除铁新工艺研究

研究和比较了各种炼铜烟灰制取硫酸铅除铁工艺,实验结果表明：用氧气或空气氧化配合过氧化法去除炼铜烟灰酸浸液中铁,除铁率90％,过氧化氮氧化深度除铁,除铁率99．8％,溶液中铁含量降至0．01g/L以下。     

蓝细菌和浮游古菌在南海第四纪氮循环中的作用初探

南海晚第四纪沉积物中的氮同位素在冰期-间冰期气候旋回中只有微弱的变化,与东太平洋的反硝化记录截然不同,可能反应了局地的氮生物地球化学过程。文章对位于南海南部钻取的一根柱状样MD05-2897的海洋氧同位素阶段(MIS)3~5期的有机氮同位素、反映蓝细菌贡献的2-甲基藿烷指数和反映氨氧化古菌Thaumarchaea的泉古菌醇进行了分析。结果显示,有机氮同位素在MIS 5期有明显降低,对应于这一降低,2-甲基藿烷指数和泉古菌醇都显示了升高的特点,暗示蓝细菌固氮作用和古菌氨氧化作用可能是导致OIS 5期的氮同位素降低的重要过程。     

活化构造的动力学机制研究进展

活化构造理论的核心是构造活化, 他强调的是陆内活化区造山。活化构造动力学机制是活化构造理论的研究重点。在活化构造理论提出的初期, 就提出了热能聚散交替, 地幔蠕动假说。随着大陆动力学研究的深入,活化构造动力学机制的研究也获得了较快的发展。运用“岩石探针”和数值模拟实验, 对中国东部典型构造活化区进行了探讨。华北陆块中新生代构造活化( /岩石圈减薄)的动力学过程, 是源自地幔的热流与伸展应力共同作用的结果,其构造活化( /减薄)过程可以描述为:早期以热侵蚀作用为主,晚期则以机械伸展占主导地位。华南陆块的活化构造动力学机制研究表明,华南陆块的形成与发展,与岩石圈下地幔热能聚集, 导致软流圈上涌的热侵蚀、置换动力机制密切有关。活化构造动力学机制的研究发展, 是对大陆动力学研究的促进。