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活性氧化铝是一种具有多孔性的固体物料,有很大的比外表积,是具有高吸附性能的固体材料。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物,它的氧化物组成主要为:SiO2、Al2O3、Fe O、Fe2O3等 。利用粉煤灰制备活性氧化铝既可以做到废物利用,又可生产出高附加值得吸附产品,对环境保护和工业发展都有重要意义。 以粉煤灰为铝(Al)源,采用酸碱联合法制备活性氧化铝,以表面活性剂为改性剂,通过有机物和无机物之间自组装作用对其进行改性,对改性前后产物物相组成、形貌、孔隙度、孔径、比表面积进行 X射线物相分析,扫描电子显微镜形貌分析,BET 法比表面测定等表征;并比较地研究了改性前、后活性氧化铝对重金属离子废水中铜离子的吸附性能特征,探讨了吸附机理。采用粉煤灰与纯碱混合—中温烧结—浸入硫酸—过滤—煅烧的工艺制备出纯活性氧化铝。结果表明,优化工艺条件为初始纯碱与粉煤灰的质量比例:0.90:1、烧结时间为 4 小时(h),氢氧化铝的煅烧温度为400℃、煅烧时间为 5 小时(h),所得产物的比表面积为 357.057m2/g孔容为 0.35cm3/g,平均孔径为4.317nm。在优化工艺条件下,分别用三种不同的改性剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯亚胺(PEI)、羧酸钠)对上述活性氧化铝改性。经三种不同的改性剂改性后的产物均为纯活性氧化铝,其比表面积、孔容和平均孔径分别为:369.701 m2/g,0.37cm3/g,4.265nm(CTAB);371.942 m2/g,0.36 cm3/g,4.197nm(PEI);365.721m2/g,0.40cm3/g,4.287nm(羧酸钠)。结果表明,三种改性剂在不同程度上均提高了产物的比表面积、孔容和平均孔径,其中经 PEI 改性的活性氧化铝比表面积增加最明显。 通过改性前后的活性氧化铝吸附重金属液中铜离子的吸附试验,在控制吸附时间,废水模拟液初始浓度,p H 值等条件下对其吸附性能进行表征,结果表明,改性前的活性氧化铝吸附的最佳的 p H 值和吸附率分别为 5 和 68.79%,利用不同改性剂改性后活性氧化铝吸附化的 p H 值和吸附率分别为:CTAB 改性的为5 和 75.43%,PEI 改性的为 3 和77.02%,羧酸钠改性的为 3 和 76.22%,经三种改性剂改性,不同程度上均提高产物对重离子废水中铜离子的吸附率。其中 PEI改性效果最佳,在其最佳 p H 条件下,对重金属废水中铜离子吸附率达到 77.02%。
分子筛概念及其基本信息都有哪些
分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。
分子尺寸大小(通常为0.3~2.0 nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性。然而随着分子筛合成与应用研究的深入,研究者发现了磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅或铝或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上,因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛;按孔道大小划分,孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径,成为较大尺寸分子反应的良好载体,但介孔材料的孔壁为非晶态,致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。
由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水,水分子在加热后连续地失去,但晶体骨架结构不变,形成了许多大小相同的空腔,空腔又有许多直径相同的微孔相连,这些微小的孔穴直径大小均匀,能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,极性程度不同的分子,沸点不同的分子,饱和程度不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称为分子筛。目前分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业中广泛使用。