4hdtma改性沸石对甲醛的吸附性能研究

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1、HDTMA改性沸石对甲醛的吸附性能研究李江华孙素贞(山西职业技术学院材料工程系，太原，030006)摘要：本文探讨了采用十六烷基三甲基涣化氨(HDTMA)对天然沸石进行改性，以及在不同温度下，不同浓度的HDTMA改性沸石对甲醛的吸附性能。关键词：HDTMA改性沸石；吸附；甲醛Abstract:Adsorptionperformancetoformaldehydeofnaturalzeoliteandmodifiedzeolitebycetyltrimethylammoniumbromideammonia(HDTMA)reagentshas

2、beenresearched.Keywords:Modifiedzeolite；Adsorption；Formaldehyde引言甲醛是一种原浆性有毒物质，可与蛋口质结合，高浓度或长时间的吸入或接触会产生眼刺激感，造成视力和视网膜选择性损害或引起皮肤过敏、坏死，严重的会岀现记忆力减退、嗜睡等神经衰弱症状，更为甚者会引起遗传物质的突变，损伤染色体。由于技术和工艺上的难题，FI前还不能生产出不含甲醛的装饰材料，所以在国内外都采取了多种方法来治理室内空气中的甲醛污染。治理方法总的概括有：感觉的脱臭法、化学反应法、吸附法和生物法等⑴。其中，吸附法

3、成为近年来治理室内空气污染的主要方法。其主要是利用多孔性物质的吸附性能对甲醛进行吸附去除，常用的吸附剂有、分子筛、颗粒活性碳、活性炭纤维、多孔粘土矿石、硅胶等。沸石作为一种吸附剂，具有优越的吸附特性。微孔大小均一，直径为分子尺寸，对吸附质分子的大小和形状显现出选择效应；沸石的孔道内表面具有很强的色散力和静电引力场，使得沸石对小分子物质具有很高的吸附量。不仅具有吸附特性，还具有诸多优点如下宀叭(1)我国储存丰富，來源广泛，成本低；(2)制备方法、生产流程简单；(3)已经广泛应用于去除水中无机的和有机的污染物；(4)具有较高的化学和生物稳定性

4、；(5)再生比较容易，也是作为吸附剂一个重要特性。本文就是通过对天然沸石进行十六烷基三甲基澳化桜(HDTMA,注：在本文中所有的1IDTMA都代表十六烷基三甲基漠化钱)改性，來研究改性沸石对室内甲醛的静态吸附。1试验方法1.1试验材料(1)沸石矿物的表征天然沸石粉：来自于山东省。经过对原料进行XRD的测试和综合热分析，得岀天然沸石内部矿物为斜发沸石。(2)甲醛和有机改性剂(HDTMA),均为分析纯化学试剂。1.2实验方法1.2.1沸石的预处理主要过程：粉碎一一研磨——洗涤一一自然风干。1.2.2改性沸石的制备据有关报道⑷，某些学者对表而活

5、性剂改性沸石在水处理中的应用进行了系统研究。但是，有机改性沸石对室内空气屮的甲醛的去除没有系统的报道。在本次试验过程中考虑到：当有机改性剂的浓度不同时，其在沸石表而存在方式亦有所不同，有可能对沸石吸附甲醛造成影响，所以在试验中分别配制浓度分别为0.5mmol/5g■沸石（以卜简称0.5mmol）＞1.0mmol/5g-沸石（以卜简称0.5mmol）和1.5mmol/5g-沸石（以下简称0.5mmol）的HDTMA改性剂，并使其分别附着在沸石的表面，从而考察有机改性剂的浓度对沸石吸附甲醛的影响。1.3分析测试方法本次试验方法应用的是重量法来

6、测定沸石对甲醛的吸附性能，通过沸石对甲醛的进行吸附后重量的改变来计算吸附量。2试验结果及讨论2.1天然沸石对甲醛的吸附天然沸石对甲醛的吸附试验结果见表lo从表1中看出，天然沸石对甲醛有一定的吸附量，而且半小时内吸附速度很快，在3小时左右就已经达到吸附平衡。平衡吸附量可以达到O.OO13g/g■沸石。天然沸石之所以能够吸附甲醛，是因为沸石内部结构中含有很多孔洞，而且孔径尺寸比较均匀，大致分布在3.8~6.87入。甲醛分子的直径5〜6入⑸，这种空旷的结构为天然沸石吸附甲醛提供一定的空间，使得天然沸石吸附甲醛成为可能。表1天然沸石对甲醛的吸附吸

7、附时间（h）0.51.01.52.02.53.03.5吸附量（g/g-沸石）0.00080.00090.00100.00090.00110.00130.00132.2HDTMA改性沸石对甲醛的吸附考虑到改性沸石的应用，是在常温下对室内空气中的甲醛进行吸附。因此，在做该试验的过程中，釆用在不同温度和不同浓度的改性沸石对甲醛进行吸附，探讨不同温度下，不同浓度的HDTMA对沸石吸附甲醛的影响。根据温度不同，不同浓度的改性沸石对甲醛的吸附试验如下表格所示。在13°C、20°C和25°C下对沸石进行0.5mmol,l.Ommol和1.5mmolHD

8、TMA改性,其吸附情况分别如表2、表3、表4所示（注：由于表格宽度的限制，表中的0・5mmol,l.Ommol和1.5mmol分别表示0.5mmol,l.Ommol和1.5mmolHDTMA改