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沸石如何改性?

发布时间:2019-05-27     浏览次数:1718

沸石是自然界中广泛存在的一种硅铝酸盐矿物,它为特殊的四面体结构,因而有较大的表面积和较高的离子交换和吸附能力,使沸石在水处理中得到了广泛的应用。天然沸石表面硅氧结构具有极强的亲水性,且结构外部阳离子易水解,导致天然沸石吸附有机物的性能极差,并且硅铝结构本身带负电荷,故天然沸石难以去除水中的阴离子污染物。因此对天然沸石进行改性提高其对有机物和阴离子的吸附能力,能够使天然沸石更为广泛地应用于水处理领域。沸石在废水处理领域中的应用现国内外学者已做了大量的研究,主要集中在对天然沸石改性,改性沸石处理废水工艺的研究,以及改性沸石的再生等方面,但改性沸石在废水处理中应用目前处于起步阶段。

沸石改性

沸石的改性方法:

为进一步提高天然沸石的吸附、离子交换等性能,必须对天然沸石进行改性或改型处理,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。常见的天然沸石改性方法包括以下三大类:

(1)结构改性。即改变沸石的SiO₂与M2O3的比例(M=AL或Fe、B等)从而达到改变沸石酸性的目的,水热脱铝是这类改性沸石的典型方法。

(2)内孔结构改性。即改变沸石的酸性位置或限制沸石内孔的直径。例如酸碱处理改性,高温活化改性,离子交换改性等。其中离子交换改性的应用较多,离子交换即指补偿阳离子的交换。沸石骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属离子,它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换制成各种价态的其他金属离子型沸石。影响天然沸石离子交换的主要因素有Si/Al比,骨架中铝越多,可交换中心越多;天然沸石的结构类型和制备条件;交换离子的水解度;反应温度;是否存在其他可交换离子;被交换阳离子在沸石内的位置等。通过用不同大小的阳离子交换天然沸石内原有的阳离子,改变阳离子的数目或在天然沸石的孔口附近交换上新的阳离子等方法可以改变天然沸石孔道的尺寸。沸石和阳离子之间的相互影响和相互作用将赋予沸石新的吸附性能。

(3)沸石晶体表面改性如加入不能进入沸石孔道的大分子金属有机化合物达到改性目的。最近发展起来的三种沸石表面改性方法有沸石内配位化学、化学气相沉积和沸石的表面有机金属化学。近年来。用有机物改性的沸石。特别是用表面活性剂改性的沸石。因其突出的吸附能力。引起了人们的重视。得到了广泛的研究,天然沸石经有机物改性后。对水中污染物的去除能力有了很大的提高。R.S.Bowman等发现。表面活性剂改性的沸石。特别是用阳离子表面活性剂改性的沸石。在保持原来去除重金属离子、铵离子和其他无机物能力的同时。还可有效的去除水中的含氧酸阴离子。并大大提高了其去除有机物的能力,用表面活性剂改性的沸石具有对多种不同类型离子的处理能力。使改性沸石处理成分复杂的废水成为可能,用有机物改性的沸石将是天然沸石改性应用于污水处理的关键技术。

对不同改性方法。人们采用众多的物理手段来表征改性过程中沸石的变化和改性后沸石性能的差异。这些物理技术包括红外、核磁共振、X-射线衍射、电子显微技术、表面分析技术(如化学分析用电子能谱、俄歇电子能谱和二次离子质谱等),而吸附性能是表征改性沸石性能的最佳手段。

以上就是沸石改性的三种方法,希望对大家有所帮助!

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