粉煤灰基A型和Y型分子筛的制备及其吸附性能研究.pdf
中文摘要
燃煤发电厂会产生大量的粉煤灰，其中50%被作为垃圾排出或被堆放在填埋场，
对公众的健康和环境构成了严重威胁。解决这一问题的合理方法是将粉煤灰转化为
有用的材料。沸石合成的主要反应物是硅铝酸盐，而粉煤灰中富含硅铝元素，可以实
现粉煤灰变为高附加值产品分子筛，既环保又经济。本论文以粉煤灰为主要研究对
象，通过碱熔-水热法并改变反应条件制备出NaA和NaY分子筛，利用X射线荧光
光谱、X射线衍射、透射电镜、扫描电镜、N2物理吸脱附、傅里叶变换红外光谱和
衰减全反射光谱等测试手段表征粉煤灰基分子筛的物理化学性质，采用紫外可见分
光光度计测试了粉煤灰基分子筛的吸附性能。
当选择活化剂为氢氧化钠，碱灰比为1.6:1，碱熔温度为760℃，固液比为1:8，
晶化时间为6h时，所制得NaA分子筛产物的结晶度较好，具有典型的双四元环结
构，形貌均一，颗粒大小约为48nm，并且在该最佳工艺条件下制备的粉煤灰基分子
筛吸附氨氮废水的吸附性能最好，分子筛对氨氮废水的吸附量可达18.57mg/g，氨氮
的去除率为92.83%，与商业4A分子筛的吸附性能相当。
当选择陈化时间为12h，陈化温度为55℃，硅源为JN40，硅铝比为7，晶化时
间为48h时，所制得的NaY分子筛产物的结晶度较好，具有典型的双六元环结构，
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形貌清晰，轮廓分明，晶体颗粒大小均匀，比表面积达73.34m/g，平均孔径为1.16nm，
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孔体积为0.15cm/g，并且在该最佳工艺条件下制备的粉煤灰基分子筛吸附甲基橙溶
液的吸附性能最好，分子筛对甲基橙溶液的吸附量可达235.08mg/g，溶液的去除率
为92.62%。
关键词：粉煤灰基分子筛；双四元环；双六元环；氨氮废水；甲基橙
I
目录
中文摘要I
AbstractIII
1绪论1
1.1引言1
1.2粉煤灰的研究以及现状1
1.2.1粉煤灰的形态与组成1
1.2.2粉煤灰的利用现状2
1.2.3粉煤灰高附加值利用情况3
1.3由粉煤灰制备分子筛4
1.3.1分子筛简介4
1.3.2粉煤灰合成分子筛的方法5
1.3.3分子筛在处理废水中的应用7
1.4课题研究意义及研究内容9
1.4.1课题研究意义9
1.4.2研究内容9
2实验部分11
2.1主要化学药品及仪器11
2.1.1化学药品11
2.1.2仪器设备11
2.2粉煤灰基分子筛的表征12
2.2.1X射线粉末衍射表征12
2.2.2X射线荧光光谱表征12
2.2.3透射电镜表征12
2.2.4扫描电镜表征12
2.2.5N2物理吸脱附表征13
2.2.6傅里叶变换红外光谱表征13
2.2.7衰减全反射光谱表征13
2.2.8电感耦合等离子发射光谱表征13
2.3主要研究技术路线13
2.4粉煤灰基分子筛制备方法14
2.4.1粉煤灰制备NaA分子筛14
2.4.2粉煤灰制备NaY分子筛15
2.5废水吸附测试16
2.5.1氨氮废水吸附实验16
2.5.2染料甲基