沸石微波改性及其吸附废水中氨氮性能的研究
沸石微波改性及其吸附废水中氨氮性能的研究
周 芳1,周荣敏1,郝凌云1,沈惠霞2,王 阳2
(1.郑州大学,郑州450002;2.郑州市污水净化有限公司,郑州450044)
摘 要:以N aCl为改性剂,采用微波辐射方法对天然沸石进行改性,研究N aCl浓度和辐射条件对改性沸石性能的影响,同时为探讨改性沸石对N H+4的吸附规律,进行了等温吸附试验。研究结果表明:最佳改性条件是微波强度80%、辐射时间10m in、N aCl浓度6%;试验沸石对氨氮具有较高的去除率,对N H+4的吸附等温线符合L ang muir公式,且对氨氮吸附量的极限值为10.0806mg/g。
关键词:微波辐射;改性沸石;氨氮;吸附作用
中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1671 1556(2008)03 0065 04
*
Study on the Modification and Adsorption of Zeolite by Microwave ZH OU Fang1,ZH OU Rong min1,H AO Ling yun1,SH EN H ui x ia2,WANG Yang2
(1.Zhengz hou Univer sity,Zheng z hou450002,China;
2.Zhengz hou Sew age P ur if ication Co.L td.,Zhengz hou450044,China)
Abstract:Natural zeo lite w as modified using NaCl as m odified so urce by microw ave irradiatio n.The effect of the concentration of NaCl and irradiatio n conditions on m odified zeolite w ere studied.T he kinetics of NH+4adsor ption by the modified zeolite w as investigated.The results show that the optimum m odified condition is that m icrow ave pow er is80%,and the concentration of NaCl and time are6%and10min re spectively.T he modified zeolite can abso rb am monia nitrogen effectiv ely.T he process of amm onium ad sorptio n by the natural zeolite is in accordance w ith Langmuir adsorption isotherm.The max im um of NH+4 N adsorption by the zeolite is10.0806mg/g.
Key words:microw ave radiation;m odified zeolite;amm onia nitrog en;absorbing effect
0 引言
目前世界上已发现的天然沸石矿种类已超过40种,是硅酸盐中最大的一种矿物。从内部微观结构看,沸石是呈骨架状结构的多孔性铝硅酸盐晶体[1],其晶体结构决定了它为一种多孔性物质,具有物理吸附性能,其比表面积越大,吸附性能就越好;在天然沸石内部,阳离子分布在骨架结构的孔穴和孔道上,具有一定的流动性,可以与NH+4、K+、Na+、Ca2+、Pb2+等一些阳离子发生交换,因此沸石应用于污水中氨氮的吸附处理。
沸石对氨氮具有较高的选择性,通过物理、化学方法处理可提高沸石的空隙率和阳离子交换能力,从而使氨氮的交换容量和选择性进一步增强[2~4]。为了提高天然沸石对氨氮的交换容量和选择性,加快交换反应速度,缩短交换平衡时间,提高一次交换度,研究采用微波辐射方法进行天然沸石改性研究,并通过模拟氨氮废水的脱氮试验,确定出最佳改性条件。
1 微波辐射法的改性原理
微波是介于红外和无线电波之间的一种高频电磁波,其波长范围为100~0.1cm,相应的频率范围为300~300000MH z。微波具独特的热效应,加热时,微波进入到物质内部,由内向外进行加热,电磁能直接作用于介质分子并转换成热,透射性能使物
第15卷 第3期2008年 9月
安全与环境工程
Safety and Environmental Eng ineer ing
Vo l.15 No.3
Sep. 2008
*收稿日期:2008 02 29 修回日期:2008 06 12
作者简介:周 芳(1982 ),女,硕士研究生,主要研究方向为污水处理。E mail:really life2002@https://www.wendangku.net/doc/f05101281.html,.cm
料内外介质同时受热,不需要热传导,由于内部缺乏散热条件,造成内部温度高于外部的温度梯度分布,形成驱动内部水分向表面渗透的蒸汽压差,从而加速水分的迁移蒸发速度,即所谓的 体积加热过程!。与传统加热相比,微波加热具加热速度快、加热均匀、节能高效、易于控制、清洁卫生、选择性加热等优点[5,6],使其成为一种完全不同的加热手段而被广泛研究与应用,
研究以NaCl 为改性剂,采用微波辐射技术,对天然沸石进行改性。在微波辐射下,Na +可以更好地负载在天然沸石上,同时可以加快交换反应速度,缩短达到交换平衡的时间,从而使一次交换度得到提高。
2 试验
2.1 主要试剂、材料与仪器
沸石:取自河南某地,研磨成颗粒状,粒度为40~20目。
仪器与试剂:722型分光光度计;家用微波炉(格兰仕WG900DSL23 K6,2045M H z,900W,5个级别);酸度计(H ANNA pH 211);磁力搅拌器;烘箱;氯化钠(分析纯)、氯化铵(分析纯)。2.2 制备改性沸石的步骤
(1)称取6g 粒状沸石放入盛有不同浓度的40mLNaCl 溶液的烧杯中,常温下在离子搅拌器上搅拌0.5h 。
(2)将NaCl 溶液与沸石的混合物置于微波炉中,在不同微波强度下加热一定时间。
(3)将样品取出置冷,倒出上清液,用去离子水清洗。
(4)将沸石在110?下烘干1h,备用。2.3 试验方法
(1)准确称取3.819g 干燥后的无水氯化铵,溶于1000mL 容量瓶中,用蒸馏水定容,摇匀,配制成氨氮浓度为1000mg/L 的溶液,备用。
(2)将上述溶液稀释配制成10mg/L 的模拟氨氮废水。
(3)取150mL 浓度为10mg/L 的模拟氨氮废水置于250mL 烧杯中,加入不同改性条件下制备的改性沸石5g,置于六连搅拌器下以一定速度搅拌,搅拌若干时间后,静置30min,取上清液,用钠氏试剂分光光度法[7]测定剩余氨氮含量。2.4 等温吸附试验
试验沸石3g 与100mL 不同质量浓度的
NH 4Cl 溶液构成固、液两相系统,液相氨氮质量浓度分别为2m g/L 、10mg/L 、50mg /L 、100mg/L 、500m g/L 、1000mg /L,在恒温震荡培养箱中进行震荡吸附试验,温度22?,转速150r/m in,反应时间48h 。
3 试验结果与讨论
3.1 微波强度对改性沸石氨氮去除率的影响
在常温下将沸石与NaCl 溶液(6%)的混合物搅拌0.5h 后置于微波炉中,微波炉功率900W 、微波频率2045MHz,分别在1~5级(分别相当于总功率的20%、40%、60%、80%、100%)下改性5min 。用不同微波强度下制备的改性沸石进行模拟氨氮废水的脱氮试验,试验结果见图1。由图1可以看出:随着微波强度的增大,改性沸石对氨氮的去除率逐渐升高;当微波强度为80%时,改性沸石对氨氮的去除率为82.29%,而天然沸石对氨氮的去除率仅为68%,提高了14.29%;与微波强度为80%的改性沸石相比,微波强度为100%的改性沸石对氨氮的去除率略有升高,仅提高了1%,所以采用微波辐射法制备改性沸石时,微波强度为80%时效果较好。
图1 微波强度对氨氮去除率的影响
F ig.1 Effect of differ ent kinds o f micro wav e po wer
on remo ving ammo nia nitro gen
3.2 辐射时间对氨氮去除率的影响
将6g 沸石与40mL 浓度为6%的NaCl 溶液混合搅拌0.5h 后,于80%的微波强度下分别改性
4min 、5min 、6m in 、7min 、8min 、9m in 、10m in 、11m in 、12min 。不同的微波改性时间与氨氮去除率的关系见图2。由图2可以看出,改性时间为10min 时最好,去除率为93.87%,此后随着改性时间的增长,氨氮去除率降低。导致该结果的原因可能与反应体系中液固比变化有关[8]。由于在改性过程中,随着反应体系水量的减少,温度降低,使水热反应的条件遭到破坏,沸石的离子交换化学平衡被破坏,离子交换容量下降,氨氮去除率降低。
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安全与环境工程
第15卷
图2 辐射时间对氨氮去除率的影响F ig.2 Effect o f differ ent kinds of time o n
r emoving ammonia nitr og en
3.3 NaCl 浓度对氨氮去除率的影响
按照上述条件,将沸石分别置于浓度为4%、6%、8%、10%、12%的N aCl 溶液中改性,不同N aCl 溶液浓度与氨氮去除率的关系见图3。从图3可以看出,经NaCl 改性后沸石比表面积和孔径都有增大,有利于提高沸石吸附氨氮的性能,同时随着NaCl 浓度的增大,氨氮的去除率升高,当浓度大于6%后,去除率增加缓慢。为了减少成本,N aCl 溶液浓度选用6%
。
图3 N aCl 浓度对氨氮去除率的影响Fig.3 Effect of different densities o f N aCl
o n r emoving ammonia nitr og en
3.4 改性沸石对氨氮的吸附等温线
经过48h 的吸附反应后试验沸石的氨氮吸附
量如图4所示。图4中,q e 为沸石的氨氮吸附量,其计算式为
q e =0.1#(C 0-C e )/3(1)式中:C 0为液相初始氨氮质量浓度(mg /L);C e 为液相平衡浓度(m g/L)。
分别采用Fr undlich 公式和Langm uir 公式对等温吸附实验数据进行数学拟合,拟合曲线如图5和图6所示。
由图5和图6可知,实验数据更符合Langm uir 公式。故实验沸石在本研究的实验条件下对NH +
4的吸附等温线公式为
q e =C e /(5.7085+0.0992C e )
改性沸石对氨氮吸附量的极限值为10.0806
mg/g 。
4 结 论
(1)在微波辐射作用下,以NaCl 为改性剂对天然沸石进行改性,所得改性沸石对废水中氨氮具有良好的去除效果,去除率达90%以上。沸石的最佳改性条件是:微波强度为80%的输出功率(总输出功率为900W),辐射时间10min,NaCl 浓度6%。
(2)实验沸石对NH +4的吸附等温线符合Lang muir 公式,且对氨氮吸附量的极限值为10.0806mg /g 。与传统的NaCl 改性[2,9]
相比,微波加热沸石可以大大缩短改性时间,提高Na +的交换度,同时反应时无需搅拌,减少能耗。
(3)微波改性沸石对氨氮具有较好的吸附效果,考虑到溶液pH 值、沸石粒径、沸石用量等因素会影响沸石的氨氮去除率,将其作为后续研究的内容。
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第3期 周 芳等:沸石微波改性及其吸附废水中氨氮性能的研究
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通讯作者:周荣敏(1971 ),女,博士,副教授,主要从事给水排水系统优化、智能优化算法理论及其应用方面的研究.E m ail:zrm lly@ https://www.wendangku.net/doc/f05101281.html,
(上接第52页)
层,因此以滤饼层污染为主;随着温度的升高,凝胶层厚度减小,对颗粒、小分子物质、大分子物质的截留作用减弱,便开始出现膜孔堵塞污染,当温度升高到一定程度,则以膜孔堵塞污染为主。
4 结论
(1)根据两种膜污染类型的基本数学模型,推导出一种识别IM BR中膜污染类型的数学模型,应用该数学模型对试验结果进行验证,得出:10?、15?条件下以滤饼层污染为主;20?、25?条件下同时存在着相当程度的膜孔堵塞污染与滤饼层污染;30?、35?条件下的污染类型接近于膜孔堵塞污染类型,即随着温度的升高膜污染类型由滤饼层污染逐渐向膜孔堵塞污染过渡。
(2)应用传质理论分析膜污染类型随温度的变化过程,理论分析结果能较好地解释试验结果。参考文献:
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通讯作者:吕锡武(1954-),男,教授,博士生导师,主要从事水处理理论与技术研究。E m ail:XiW uLu@https://www.wendangku.net/doc/f05101281.html,
68 安全与环境工程 第15卷
沸石吸附材料的研究进展
沸石吸附的研究进展 摘要：本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究，目的是加强认识脱碘的机理，为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述，提出了存在的问题和解决的思路。 关键字：沸石脱碘吸附传质 前言 沸石是含碱土金属或碱金属的具有三维空间结构的硅铝酸盐晶体，分为天然沸石和人工沸石。天然沸石空隙中充满大量的水分，加热时会沸腾而得其名。人工合成沸石是以硅和含铝的盐为原料，经过水热合成大小与分子大小相当的材料，也称分子筛。沸石的化学通式为M x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O,其中M通常为Na、K、Ca等金属离子。 沸石比表面积适中，一般为500~800m2/g;其孔结构以微孔为主，孔径较小，一般主孔径最大不超过2.5nm，且分布均一。沸石分子筛是通过氧硅四面体和氧铝四面体单元在过氧架桥作用下形成的，其中氧铝四面体带负电性，且孔道内分布有金属阳离子，容易与外界的阳离子发生交换，表现出离子交换性。常用的分子筛全交换工作容量在2.0~2.5mg/g。 沸石是一种强极性吸附剂，极易水分子等极性分子，且由于自身铝硅比和孔径大小不同，对不同极性分子具有选择性，孔道内有可被交换的金属阳离子，对某些特定分子有特殊的吸附作用。 在废气处理方面，沸石可以吸附废气中的SO2和NO x，但是其吸附量低。利用 改性方法可改变沸石的电性、孔径等，可以用来对不同分子特性和直径的气体进行吸附。在水处理方面，利用沸石的离子交换能力，可以吸附去除废水中的氨氮，也可以利用利用改性沸石处理高氟污水或地下水，有价格低的优势，但吸附容量往往不高。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附，通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂，达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 （1）物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力（Van der waals），而产生了范德华吸附，它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时，液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理，与气体的液化和冷凝时的机理类似，其吸附热比较低。从分子运动观点看，这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动，也会从固体表面脱离而进入液体中去，但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应，吸附的进程极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域，单位体积固体表面所吸附的量非常小。（2）化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换，使其吸附性能发生较大变化，即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来，与
氨氮去除方法
根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。 物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术 目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。 折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl- 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
ZSM-5分子筛合成和改性的研究进展详解
ZSM-5分子筛合成和改性的研究进展 摘要：ZSM-5分子筛在工业中应用广泛。本文详细阐述了ZSM-5沸石分子筛的各种合成方法，并介绍了常用的高温水热处理、金属改性和磷改性等改性技术现状及其应用。 关键词：ZSM-5，分子筛，合成，改性 ZSM-5沸石分子筛是Mobil公司于20世纪70年代开发的一种高硅三维交叉直通道的新结构沸石分子筛。ZSM-5分子筛属高硅五元环型沸石，其基本结构单元由8个五元环组成，这种基本结构单元通过共边联结成链状结构，然后再围成沸石骨架，其理想晶胞组成为：Na n(Al n Si96-n O192)·16H2O。该沸石分子筛亲油疏水，热和水热稳定性高，大多数的孔径为0.55nm左右，属于中孔沸石。由于其独特的孔结构不仅为择形催化提供了空间限制作用，而且为反应物和产物提供了丰富的进出通道，也为制备高选择性、高活性、抗积炭失活性能强的工业催化剂提供了晶体结构基础。由此，其成为了石油工业中择形反应中最重要的催化材料之一。不仅如此，ZSM-5分子筛在精细化工和环境保护等领域中也得到了广泛的应用。因此，对ZSM-5分子筛的研究具有重要的理论意义和实践价值。 本文在介绍ZSM-5分子筛结构的基础上，分析总结了ZSM-5分子筛的各种合成方法，如有机胺合成，无机胺合成等方法。此外，浅述了ZSM-5分子筛在改性方面的研究，以及未来ZSM-5分子筛的重点研究方向。 1 ZSM-5分子筛的结构 ZSM-5分子筛属于正交晶系，晶胞参数[1]为a=2.017nm，b=1.996nm，c=1.343nm。ZSM-5的晶胞组成可表示为Na n(Al n Si96-n O192)·16H2O。式中n是晶胞中Al原子个数，可以由0~27变化，即硅铝物质的量比可以在较大范围内改变，但硅铝原子总数为96个。 ZSM-5分子筛的晶体结构由硅(铝)氧四面体所构成。硅(铝)氧四面体通过公用顶点氧桥形成五元硅(铝)环，8个这样的五元环组成ZSM-5分子筛的基本结构单元。ZSM-5分子筛的孔道结构由截面呈椭圆形的直筒形孔道(孔道尺寸为0.54 nm × 0.56 nm)和截面近似为圆形的Z字型孔道(孔道尺寸为0.52 nm × 0.58 nm)交叉所组成[2]，如图1所示。两种通道交叉处的尺寸为0.9 nm，这可能是ZSM-5
分子筛变压吸附研究报告
院级本科生科技创新项目 研究报告 项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究 立项时间2014年10月 计划完成时间2015年12月 项目负责人储万熠 学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班 北京科技大学教务
摘要 变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。 ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life of Pressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve Abstract The keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand TEMcharacterization ofphysicalandchemicalproperties ofmolecular sieveinquiryto determine theimpact onmolecular sievesconditions. The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air separation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed of gas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.
沸石研究进展
沸石在环境中的吸附特性的研究进展 张艳艳 南京工业大学环境学院环境工程 摘要:沸石是一种优良的吸附剂，具有成本低、使用方便、安全且不会造成二次污染等特点。其特性对于控制环境污染极为重要，尤其适用于水处理，净化空气，脱水方面，同时还可作滤料。沸石的应用前景广泛，应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究，充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围，使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。 关键词：沸石吸附作水处理 Study on investigation processes of zeolite adsorption effect in the environment Zhang Yanyan Nanjing University of Technology Collgege of Environmental Sciences Abstrac t：Zeolite is a superior adsorbent,which is cheap, convenient, safe and without any secondary pollution. Its characteristics are quite useful for the environmental pollution-control, particularly suitable for water treatment, air purification, dehydration aspect, and it can also be a filter. The application prospects of zeolite is quite extensive,the attention should be focused on the further study of all kinds of natural zeolites and their character, structure and modification to widen their application in water treatment. Key words: zeolite; adsorption ;water treatment 1 引言 沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性
沸石实验报告
沸石实验初步报告 一、实验的目的和意义：随着矿渣微粉应用的普及，矿渣供应越来越紧，而且价格越来越高，寻找一种新的材料完全或部分取代矿渣很有必要。沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，常见于喷出岩，特别是玄武岩的孔隙中，也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中，其阳离子交换性、吸附性、分子筛这三种特性构成了沸石应用领域广泛的物性基础，广泛应用于建筑工业、农业、轻工业、环保以及国防等领域。 沸石在建材工业领域的应用主要有： 1、作为水泥活性混合材料，水泥工业用量最大。该矿石粉碎后不再做其它加工，可以直接掺入水泥熟料中，从而降低水泥的生产成本。 2、使用沸石作发泡剂，应用于制造泡沫轻质建筑砌块，配制多孔混凝土，生产硅钙板，建筑灰膏等。 3、应用沸石烧制人工轻骨料“陶粒”，具有轻质，高强，吸水率等特点。陶粒被广泛应用于新型建筑材料工业以及建筑业，代替粘土砖，还可以应用于农业搞无土栽培。再就是环保方面做洁净美化，污水过滤，烟尘过滤，隔音材料等。 4、用沸石作因化剂，可将有害的废料固定在混凝土当中。 5、可以加工制造成小颗粒，直接掺入水泥中作轻骨料，生产建筑砌砖，空心砖，轻质高强板材等。 因此，本次试验主要是探索沸石在建材产品中应用的可行性 二、样品制备：从潍坊矿山及水泥厂取各种沸石，用试验小磨分别磨制到不同比表面积。A、铁红色颗粒状（取自水泥厂）；B、颗粒状青色（矿山）；C、粉状青色（与B同一矿山） 制备如下： 比表面积 样品样品名称 ≥400 ≥500 ≥600 ≥800 粉磨时间8ˊ--- A 比表面积470 --- 比表面积398 510 625 829 B 粉磨时间7ˊ15ˊ18ˊ22ˊ20" 比表面积398 470 603 757 C 粉磨时间13ˊ20ˊ32ˊ60ˊ
沸石分子筛用于气体吸附分离的原因
沸石分子筛用于气体吸附分离的原因 氧气、氮气、一氧化碳及甲烷都是重要的工业原料气体。随着工业的发展，这些原料气体的需求量不断地增加，使N2/O2分离、N2/CH4分离、CO/N2分离及CO/CH4分离具有非常重要的工业意义。工业上气体分离过程有深冷法、吸附分离法等。过去二十多年来，吸附分离法取得了很大的发展，尤其是变压吸附(PSA)循环的逐渐完善，使得气体吸附分离更为经济有效。吸附剂是PSA气体分离技术的基础，吸附剂的性能直接影响最终分离效果，甚至影响工艺步骤的选择和PSA的生命力。适用于PSA的吸附剂必须对目的气体有高的吸附容量和分离选择性；吸附剂的分离选择性系数Α只有在大于3时，PSA过程才具有经济性；当Α低于2时，就很难设计出一个满意的PSA分离过程。在工业上，孔隙率高且通常用于气体或蒸气混合物分离的吸附剂主要有沸石分子筛、活性炭、活性粘土、硅胶及活性氧化铝。沸石分子筛以其规整的晶体结构、均匀一致的孔分布和可调变的表面性质在吸附分离领域得到广泛应用。 沸石分子筛是结晶硅铝酸盐，普通化学式为Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O.它在气体分离过程中备受欢迎的一些独特性能是： a.晶体三维微孔结构赋予其很高的热稳定性和水热稳定性； b.与活性炭等吸附剂不同，其孔结构均匀一致，孔大小分布单一； c.通过不同骨架外阳离子交换，可以调变其孔的尺寸； d.通过改变骨架硅铝比，可调变其表面极性； e.与其它类型吸附剂相比，即使在较高的温度 和较低的吸附质分压下，仍有较高的吸附容量。 PSA过程主要是基于以下因素：
沸石分子筛是一种离子型极性吸附剂，孔道表面高度极化，即沸石晶穴内部有强大的库仑场和极性使其易于吸附极性较强、极化率较大的分子。当沸石分子筛晶体粉末与粘合剂经挤压成型时，晶体微粒间形成大孔，这些大孔与晶粒自身的微孔构成了双分散二级孔结构，使其更加符合工业气体分离方面的应用。影响沸石分子筛气体吸附分离的因素主要是，沸石分子筛的孔道(尤其是孔口)的几何因素和沸石分子筛的骨架外阳离子产生的电子因素。由表1可知，这几种气体分子的大小和极性都较为接近。但是，沸石分子筛能将气体有效分离的奥妙在于，沸石分子筛通过离子交换等改善其表面电性和调变其孔口尺寸，从而使具有微小极性差异的气体分子分离开。 总之，沸石分子筛具有适应工业气体分离要求的独特结构，同时可通过离子交换、改变硅铝比、调变骨架元素等方面对其改性，从而实现N2/O2，CH4/N2，CO/N2及CO/CH4的有效分离。
沸石吸附氨氮技术研究进展
沸石吸附氨氮技术研究进展 摘要：介绍了沸石脱除氨氮的原理和再生机制，综述了国内外应用沸石在改良常规污水处理工艺、作为氨氮污水处理系统的介质与最终出水的氨氮控制环节等方面的研究进展。炼油催化剂生产过程中产生的污水氨氮浓度高,先后试验了多种处理方法,但水中的氨氮很难达标。研究经济合理的工艺去除催化剂生产污水中的氨氮是紧迫而实际的。沸石吸附可作为组合工艺予以试验。 关键词：沸石污水处理氨氯 氨氮对人体和水体具有一定的危害,水质指标中氨氮是引起水体富营养化和环境污染的一种重要污染物。去除污水中氨氮的方法有生物硝化法、气体吹脱法和离子交换法”等．生物法无污染，耗能低，但其转换作用缓慢，去除难于彻底；气体吹脱法工艺简单，投资少，但易造成二次污染；而离子交换法却没有以上不足，且反应过程稳定、易控，吸附剂可再生利用，处理成本较低，特别是使用沸石作为吸附剂时．沸石具有稳定的硅氧四面体结构、大小均一的宽阔空间和连通孔道，能够吸附大量的氨氮，因此被认为是最有应用前景的去除氨氮吸附剂．。鉴于沸石有着良好的吸附与离子交换性能,而我国是世界上少数几个富产沸石的国家之一,美、日等发达国家已将沸石应用在污水处理、特效干燥剂、土壤饲料改良剂等方面,而我们大部分停留在出卖原矿为主甚至干脆闲置不用。因此加强对沸石的开发和利用研究非常必要。 沸石脱氨氮技术是近年来引起人们重视的一种生物物化相结合实现污水脱氨氮的新技术，这一技术就是把沸石对铵根离子的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来,加强生物脱氨氮系统的性能和效率 一、沸石对污水中氨氮的去除机理 沸石是具有四面体骨架结构的多孔性含水硅铝酸盐晶体,有良好的吸附及离子交换性能;同时沸石比表面积大,对微生物无毒害,易于附着微生物作为生物载体。生物沸石脱氨氮工艺中,一方面沸石用于生物载体富集硝化菌;另一方面沸石通过离子交换作用吸附水中的铵,还有很重要的一方面就是沸石表面生物膜中的硝化菌将吸附在沸石上的氨氮转化为硝酸盐,形成了一个自我吸收、自我消化的循环过程。通过生物方式不但能使沸石不断得到再生,还能提高脱氨氮的硝化性能,利用微生物作用有效地去除氨氮。此时,沸石得以全部或者部分自我再生,可以继续循环使用。生物沸石脱氨氮过程实质是化学吸附、离子交换和生物硝化三个过程。 沸石孔径一般在0.4 nm左右，大于这个孔径的分子和离子将不能进入，而NH4+的离子半径为0.286 nm，很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换，沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。利用沸石的离子交换吸附能力去除污水中的氨氮包括：吸附阶段和沸石再生阶段，沸石再生可分为化学再生法和生物再生法。
ZSM_5沸石分子筛的合成和表面改性研究进展
ZSM -5沸石分子筛的合成和表面改性研究进展 杨少华 崔英德 陈循军 涂 星 (广东工业大学轻工化工学院,广州510090) 摘 要 综述了近年来ZS M -5沸石分子筛的合成及表面改性研究进展。合成方面重点介绍了有机胺合成、无机胺合成及负载合成方法;表面改性方面重点介绍了水蒸气改性、离子交换改性及化学气相沉积改性方法。 关键词 ZS M -5沸石 分子筛表面改性 合成 收稿日期:2003202221。 作者简介:杨少华,广东工业大学在读研究生,主要从事高分子材料的合成研究。 沸石是一种结晶态的铝硅酸盐,由SiO 4和AlO 4四面体单元交错排列成空间网络结构。在 晶体结构中存在着大量的空穴,空穴内分布着可移动的水分子和阳离子。这种结构特点使沸石具 有选择吸附、催化和离子交换三大特性〔1〕 。ZS M -5沸石分子筛是M obil 公司于20世纪70年 代开发的高硅三维直通道结构沸石,属于中孔沸石,由于它没有笼,所以在催化过程中ZS M -5沸石催化剂不易积碳,并且有极好的热稳定性、耐酸 性、疏水性和水蒸气稳定性〔2〕。 1 ZSM -5沸石分子筛的合成1.1 有机胺合成 有机胺合成是合成沸石分子筛最常用的方 法。常用的有机胺模板剂可分为5类〔3〕 :(1)直链或环状烷基胺,如苄基丁胺、四乙基铵盐、三丁胺、三乙胺、二异丙胺、异丁胺、二异丁胺、叔辛胺、新戊基胺、环己胺、环庚胺、1,2-二氨基环己烷、2-或4-甲基环己胺、四甲基乙基二胺、R 4N +-螺旋化合物等;(2)含氧有机化合物,如羟基二胺、氯化钠-三乙醇胺、含1个或2个氧原子的饱和环胺、与Ⅳ族金属络合的醚(尤为环醚类)、乙醇胺、饱和低碳醇;(3)含氮杂环化合物,如吡啶、2-氨基吡啶、甲基紫等;(4)烷基磺酸盐;(5)含氮正离子的紫罗烯或其离子交联聚合物等。 模板剂对ZS M -5分子筛的粒径有显著影响。孙慧勇等人分别以正丁胺、乙二胺和己二胺作模板剂,用水热合成法制备了粒径在200～1000nm 的小晶粒ZS M -5分子筛,研究了碱度、 温度、模板剂和初始浓度等对分子筛粒径和分布 的影响〔4〕 。结果表明,较高的碱度和反应物浓度 有利于晶粒杂原子分子筛的合成。水热合成中程序升温合成的分子筛颗粒小,粒度均匀,抑制了二 次成核过程。用不同模板剂合成的ZS M -5分子筛晶粒大小的顺序为:正丁胺>己二胺>乙二胺。 国外也有关于纳米级ZS M -5分子筛的报道〔5,6〕 。 有文献报道了一种高硅ZS M -5分子筛的合成方法〔7〕 ,以固体硅胶为硅源,硫酸铝或偏铝酸钠为铝源,烷基胺类有机物(Q )为有机模板剂,制备出n (SiO 2)∶n (Al 2O 3)=100～1000,n (H 2O )∶n (SiO 2)=1.0～9.5,n (Na 2O )∶n (SiO 2)=0.02～0.3,n (Q )∶n (SiO 2)=0.02～0.50的反应混合 物。然后将该反应混合物按常规方法水热晶化,或者先将反应混合物于20～105℃陈化4～48h 后再在较高温度下晶化。该方法因投料含水量较低,可以提高单釜合成效率并降低有机模板剂的用量。1.2 无机胺合成 由于有机胺合成ZS M -5分子筛的价格比较昂贵且存在较大的毒性,所以很多学者对无机胺合成ZS M -5分子筛进行了广泛的研究。已有关于用乙醇或甲醇代替有机胺合成ZS M -5分子筛 的报道〔8〕 。陈丙义等人以氨水、硫酸铝、水玻璃为主要原料合成了ZS M -5分子筛,研究了合成温 度和时间对分子筛的影响〔9〕 。结果表明,在147～177℃范围内,以氨水为模板剂可以合成出ZS M -5沸石分子筛。温度越低,合成所需时间越 长。通过XRD 分析,以氨水为模板剂合成的
沸石吸附剂研究及应用
沸石脱碘吸附剂的机理及研发 摘要：本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究，目的是加强认识脱碘的机理，为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述，提出了存在的问题和解决的思路。 关键字：沸石脱碘吸附传质 一、前言 沸石是一种多孔性骨架型硅铝酸盐分子筛，可作为离子交换剂、吸附分离剂、催化剂等。沸石骨架中微孔孔径由于孔穴的结晶性质使其分布非常均一，内部的孔穴对大小不同的分子可进行选择性吸附，即可依据沸石吸附剂晶体内部孔穴大小吸附一定大小的分子，能将混合物中各组分高效分离，或将其中杂质彻底脱除，特别是一些困难的分离过程，所以吸附分离的应用已越来越受到重视。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附，通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂，达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 （1）物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力（Van der waals），而产生了范德华吸附，它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时，液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理，与气体的液化和冷凝时的机理类似，其吸附热比较低。从分子运动观点看，这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动，也会从固体表面脱离而进入液体中去，但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应，吸附的进程极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域，单位体积固体表面所吸附的量非常小。（2）化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换，使其吸附性能发生较大变化，即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来，与碘相互作用，生成难溶的AgI
分子筛改性
分子筛改性- 沸石分子筛的改性方法 2沸石分子筛的结构及性能 2.1沸石分子筛的结构特点 沸石结构可以分为三个部分[3]：铝硅酸盐格架；格架中相互连结的孔隙(孔道和空穴)：在孔道或空穴中的阳离子和水分子。在一般情况下，沸石的中心大空穴和孔道都充满水分子，这些水分子围绕着可交换阳离子形成水化球，通常在350℃或400℃下加热数小时或更长时间，沸石将失去水。这时，有效直径小到足以通过孔道的分子将易于被沸石吸附在脱水孔道和中心空穴中；而直径过大无法进入孔道的分子将被排斥，这就是大家所熟知的“分子筛”性质。 沸石的骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共用。构成沸石骨架的最基本的结构是硅氧(SiO4)四面体和铝氧(AlO4)四面体。几个硅(铝)氧四面体通过氧桥相互联结在一起，可以形成四元环、五元环、六元环、八元环、十二元环、十八元环等。而各种不同的多元环通过氧桥相互联结，又可形成具有三维空间的笼。由于铝原子是三价的，所以铝氧四面体中有一个氧原子的价电子没有得到中和，这样就使整个铝氧四面体带有一个负电荷，为了保持电中性，这个负电荷由处在骨架外的单价或多价阳离子来补偿。
沸石中的阳离子可被其它阳离子交换，并保持骨架结构不发生变化。由于阳离子的大小不同，以及在晶穴中位置的改变，可以影响沸石的孔径发生变化。另外，由于沸石中不同阳离子所产生的局部静电场不同，水合阳离子的离解度也不同，因而对吸附质分子的极化能的影响也不同，从而影响了沸石筛分分子的作用和吸附、催化性能，所以沸石的离子交换作用是沸石能够改性的原因之一。沸石中的阳离子位置可以发生改变，也可以被其它阳离子交换，并保持骨架结构不发生变化，这一点对沸石的应用是非常重要的。 沸石分子筛的结构特点归纳为以下几点： 1沸石分子筛具有高度有序的晶体结构和大量均匀的微孔，其孔径与一般物质的分子大小属同一数量级，空旷的骨架结构，使得晶穴体积约为总体积的40％~50％。 2分子筛具有很大的表面积，其表面积主要存在于晶穴内部，外表面积仅占总表面积的1％左右。 3明确的孔结构，对客体分子表现择形性。择形性是由反应物、产物或过渡态分子的扩散差别引起的，这方面已有大量的研究。沸石分子筛的这一性质可以通过孔道尺寸的剪裁来改变[4]。 4沸石呈现离子型电导性，这是由于阳离子可以通过孔道移动。阳离子携带电流的能力取决于离子的淌度、电荷大小和其在结构中的位置。 5沸石的酸碱稳定性各不相同，
关于沸石吸附性的报告
关于沸石吸附性的报告 一沸石的物理性质 沸石，别名硅酸铝钾盐，英文名称Zeolite或Aluminosilicate。其晶体多呈纤维状、毛发状、柱状，少数呈板状或短柱状。密度为1.9~2.3g/cm3，基本组成如下表： 二沸石的吸附原理 天然沸石是一种含水架状结构硅铝酸盐矿物质，其结构特点除了有离子交换性（极易与周围水溶液的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶体结构不被破坏），催化性（其大孔穴可容纳一定数量的物质，从而促使化学反应在其表面加速进行）外，还有吸附性。其吸附原理如下： 2.1 沸石的“分子筛”作用 沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴和通道的体积有的可占沸石晶体体积50%以上，这些空穴和通道在一定物理化学条件下具有精确而固定的直径（3—10A）。各种不同的沸石其直径也不同，小于这个直径的物质能够被其吸附，而大于这个直径的物质则被排除在外，这种现象被称为“分子筛”作用。 2.2 沸石的静电作用 沸石具有较大的静电吸引力，在它的铝硅酸盐格架上的电荷即阳离子晶格上的负电与平衡阳离子正电的电荷中心在空间上是不重叠的，所以在其孔穴中有很大的静电吸引力，因而使沸石对极性物质具有优先选择吸附作用。
2.3 沸石的色散力作用 沸石具有很大的比表面积（达500-800平米/克）因而能产生较大色散力，可用做出色的吸附剂，对于主要由扩散力起作用的吸附过程，在大多数情况下，特别是在低分压范围内，沸石的吸附容量很大，高于其它许多吸附剂，但在高分压范围内，沸石的吸附容量往往很小。 三沸石的应用 3.1 沸石在水处理方面的应用 人们利用天然沸石NH4+离子具有很强的选择性吸附能力，用它来从废水中除去氨氮，其中斜发沸石的氨氮去除能力较强。袁俊生等[13]研究过斜发沸石去除水中氨氮的工艺条件和处理效果。结果表明：在废水的pH值为7时，沸石对NH4+的平均交换容量达到12.96 mg/L，处理后水中氨氮低于50 mg/L。 天然沸石经过多种特殊工艺活化后，可以使沸石吸附性能更强，离子交换性能更好，更有利于去除水中各种污染物，成为多功能深度水处理的能替代活性炭的新型材料。 活化沸石就是其中的代表产品，它不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中有害的重金属，如：铬、镉、镍、锌、汞、铁离子及有机物：酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根离子等物质具有吸附交换作用，也有利于去除水中各种微污染物且水浸出液不含有毒，有害人体物质，去除水中铁、氟效果更为显著。因此活化沸石是工业给水、废水处理及自来水过滤的新型理想滤料 3.2 沸石在其它方面的应用 例如，在畜牧养殖业和饲料工业中，较常用的斜发沸石和合成沸石(4A沸石)添加剂，它们能够促进动物生长、提高生产性能、增加经济效益；在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用；在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定…… 四报告结论
沸石改性综述
L沸石的改性 一．引言 酸型沸石是一种广泛应用于石油精炼厂和石化生产过程的催化剂。由于沸石分子筛的酸强度及酸分布都会影响到沸石的稳定性和催化性能，因此沸石科学的早期人们就已经开始研究利用离子交换技术来改变沸石酸性质。例如，20世纪40 年代Barrer描述了丝光沸石的离子交换行为[i][ii]。Sherry[iii]和Breck [iv]已经总结出一套一般的离子交换方法[v]，这种方法适用于分子筛离子交换已经得到证实[vi,vii]。接着，在20世纪六七十年代，焙烧作为一种主要的方法被用来研究Y（FAU）沸石[viii,ix]。沸石分子筛的催化性能受SiO2/Al2O3的影响，改变分子筛的SiO2/Al2O3也成了研究分子筛的重点，常常通过直接合成或者通过合成后处理的方法，得到高硅铝比的沸石分子筛，经脱铝处理的高稳定的USY分子筛为流化催化裂化奠定了基础，高硅铝比的丝光沸石也显示出了独特的催化性能。 分子筛的改性范围很广，从简单的离子交换直到结构完全崩塌的材料都属此范围。既包括对非骨架元素的改性也包括对骨架元素的改性。兰州炼油化工总厂石化研究院的高繁华等人总结了沸石改性的方法，主要包括三大类：一是结构改性，即改变沸石的SiO2/M2O3（M＝Al或Fe，B，Ca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；二是沸石晶体表面改性，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；三是内孔结构改性，即改变沸石的酸性位置或限制沸石的内孔的直径，例如金属阳离子交换。 目前工业上广泛应用的分子筛大多是需要提高其耐酸性能，分子筛骨架的酸碱性与分子筛骨架的硅铝比密切相关，所以往往需要对分子筛进行后处理来改变骨架的硅铝比，从而改变它的酸碱性和活性中心的数目和强度来适应催化反应的需要。改变分子筛的硅铝比，通常是在合成后对分子筛进行脱铝补硅处理，沸石分子筛脱铝补硅的方法很多[x,xi]，主要有： （1）酸处理的方法可用无机酸或有机酸处理分子筛，使其骨架脱铝，可使用的酸有盐酸、硫酸、硝酸、甲酸[xii]、乙酸、柠檬酸[xiii]、乙二胺四乙酸（H4EDTA）等。根据分子筛耐酸性的差异，采用不同浓度的酸进行骨架脱铝。对于耐酸性好的高硅沸石多用盐酸漂法，以抽走骨架中的铝，结构仍保持完好。在骨架铝脱出的同时，孔道中非晶态物质也被溶解，这样减少了孔道阻力。对于耐酸性差的分
改性沸石处理含氨氮废水
改性沸石处理含氨氮废水 NH3-N是高耗氧性物质，每毫克NH3-N氧化成硝酸盐要消耗4157mg的溶解氧，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭。作为一种无机营养物质，NH3-N还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因，对鱼类及某些水生生物有毒害。桂林某旅游景区的污水处理系统原设计水量为180m3/d，投入使用后，由于实际服务人口增加，导致水量增加。该污水处理工艺未设污泥处理系统，长期以来，沉淀池的污泥通过排入化粪池达到减量目的。以上原因导致该工艺在运行三年后出水氨氮严重超标，污染周围水体，急需脱除水中的氨氮。对于氨氮废水的处理，用常规的生物化学方法去除氨氮效率低、周期长、成本高；用活性炭吸附、磷酸铵镁沉淀等物理化学方法也因其工艺本身的缺陷、成本高等原因而无法广泛应用。因此，寻求高效、切实可行的去除氨氮的方法十分必要。近年来，国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究。沸石是一种廉价的无机非金属矿物，利用它去除水中的氨氮具有效率高、工艺简单、易再生、处理成本低等特点。沸石在水处理中的应用已得到广泛关注。 一、实验部分 1、材料 沸石：采用α改性沸石，其红外光谱见图1。根据其粒径大小分为粗(016～110mm)、中(0125～016mm)、细(0118～0125mm)3种。其化学成分及其含量(wB)为SiO267199%， TiO20123%，Al2O313125%，Fe2O30167%，MnO0116%，CaO2192%，MgO0189%，K2O1127%，Na2O2165%，P2O501013%。含氨氮废水：取自某旅游景区的高浓度氨氮废水，其水质为ρ(CODCr)=200～
变压吸附实验报告
变压吸附实验报告 篇一：分子筛变压吸附研究报告 院级本科生科技创新项目 研究报告 项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间XX年10月 计划完成时间 XX年12月项目负责人储万熠 学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班 北京科技大学教务 摘要 变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM 表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。 ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。为研究提高分子筛寿
命的研究提供可靠有效的实验数据。 Research of Prolong the Life of Pressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve Abstract The keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand ofmolecular TEMcharacterization sieveinquiryto ofphysicalandchemicalproperties theimpact onmolecular determine sievesconditions. The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air
沸石除氨氮的影响
沸石去除氨氮影响因素的研究 摘要：沸石具有一定去除氨氮的能力，通过控制条件，如温度吸收时间粒径及共存离子的其中之一影响因素，在静态条件下确定沸石去除氨氮的最佳浓度，接触时间，以及最佳粒径的选择。本文主要研究不同粒径的去除效果及存在共存离子对氨氮的影响。 Element Study on Removing off Ammonia Nitrogen in W ater by Zeolite Abstract: Zeolite can remove off ammonia nitrogen. In the static condition, it can ascertain the optimal density, touching time and the most appropriate granule size of zeolite removing ammonia nitrogen, through controlling one of the factors, such as temperature, absorbing time, size and coexisting granule. The paper mainly the removing effect of different granule sizes as well as the influence of coexisting granule on ammonia nitrogen. Key words: Ammonia Nitrogen Size Zeolite Removing 前言：近年来，随着社会的发展，水中各种污染越来越严重，有机物，重金属，氨氮等。都严重威胁着人类的生存发展。所以对各种污染物的去除方法的研究在国内外发展迅速，而利用沸石去除水中氨氮的研究也各有侧重的进行着。本着对沸石去除效果以及各种因素对去除率的影响的研究，根据文献资料的查阅设计实验方案，限定某一实验条件，改变另一条件，进而确定最佳接触时间，控制水中氨氮浓度以增大沸石利用率，选取最高利用去除率的粒径用于实际工业过程中，测定其他负影响因素，在去除过程中尽量降低这种干扰。 实验部分 1药品与仪器1000mg/l氯化铵贮备液酒石酸钾钠钠氏试剂蒸馏水 白银沸石 磨口锥形瓶，50ml比色管，移液管，20mm比色皿，FA2004N型电子天平，LG10-2.4A型离心机，THZ-82A型气浴恒温振荡器，VIS-723G分光光度计2标准曲线绘制吸取0，0.50，1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00ml铵标准工作液分别于50ml比色管中，加水至接近刻线，加入1ml酒石酸钾钠溶液混匀，加入1ml钠氏试剂定容后混匀。静置十分钟左右，在波长420nm处，用光程20mm 比色皿，以水为参考，在VIS-723G分光光度计下测定吸光度
沸石在水处理中应用的分析研究进展及前景
沸石在水处理中应用的研究进展及前景 刘慧芳 <华南师范大学化學与环境科学学院） [摘要] 沸石是一种具有优异功能的非金属矿物材料，本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述。介绍了沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、等方面的应用。认为应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究，充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围，使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。 [关键词] 沸石；吸附；离子交换；氨氮；改性沸石；斜发沸石；深度处理；生态床系统；超微沸石；丝光沸石；应用 沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表面积大，离子交换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异, 因此被广泛用于石油化工、环境保护、农牧业、建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。沸石可用做催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等，在工业上常作分子筛，用来净化气体、石油及废水处理，海水提钾、淡化、硬水软化等[1]。目前国际上对天然沸石的开发、研究和生产相当活跃。本文对近两年来沸石在水处理应用的研究进展进行了综合评述，介绍了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离子、放射性物质等方面的应用。 1 沸石的由来、结构及其特性 1.1 沸石的由来 1765年瑞典矿物学家C ronstedt在冰岛玄武岩杏仁状空隙内，首先发现一种白色透明的矿物，因其加热时出现发泡沸腾现象，便以希腊文命名为“zeolite”，意为“沸腾的石头” [2]。关于沸石的定义存在着一个演变的过程，直至1997 年，国际矿物学协会