沸石及其在废水处理中应用的综合研究

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1、沸石及其在废水处理中应用的综合研究摘要：以NaCl为改性剂，采用微波辐射方法对天然沸石进行改性，研究NaCl浓度和辐射条件对改性沸石性能的影响，同时为探究改性沸石对NH4+的吸附规律，进行了等温吸附实验。研究结果表明：最佳改性条件是微波强度80%、辐射时间10min、NaCl浓度6%；实验沸石对氨氮具有较高的去除率，对NH4+的吸附等温线符合Langmuir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Abstract:Naturalzeolitewasmodifiedu

2、singNaClasmodifiedsourcebymicrowaveirradiation.TheeffectoftheconcentrationofNaClandirradiationconditionsonmodifiedzeolitewerestudied.ThekineticsofNH4+adsorptionbythemodifiedzeolitewasinvestigated.Theresultsshowthattheoptimummodifiedconditionisthatmicrowavepoweris8

3、0%,andtheconcentrationofNaClandtimeare6%and10minrespectively.Themodifiedzeolitecanabsorbammonianitrogeneffectively.TheprocessofammoniumadsorptionbythenaturalzeoliteisinaccordancewithLangmuiradsorption.ThemaximumofNH4+-Nadsorptionbythezeoliteis10.0806mg/g.Keyword:m

4、icrowaveradiation;modifiedzeolite;ammonianitrogen;absorbingeffect引言目前世界上以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，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NH4+、K+、、Na+、、Ca2+、、Pb2+等一些阳离子发生交换，因此沸石应用与污水中氨氮的吸附处理。

5、1沸石的简介1.1沸石的概述8自然界以发现的沸石有30多种，较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、丝光沸石等，都以含钙钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状。纯净的各种沸石均为无色或白色，具有玻璃光泽。莫氏硬度中等。比重节于2.0~2.3，含钡的则可达2.5~2.8。沸石主要形成于低温热液阶段，常见于喷出岩气孔中，也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗

6、滤作用，以进行阳离子交换，其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换，工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的孔穴和通道，具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中，与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小，但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔，可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛，以净化或分离混合成分的物质，如气体分离、石油净化、处理工业污染等。1.2沸石的结构特点与性质沸石的骨架结构由硅氧

7、四面体和铝氧四面体构成，其骨架中的每个氧原子都为相邻的两个四面体共用，在铝氧四面体中由于一个氧原子的价电子没有得到中和，使得整个铝氧四面体带有一个负电荷，为保持电中性，必须有一个带正电荷的金属阳离子来抵消它的负电荷，这些阳离子和沸石结构中存在的水分子与沸石构架结合的不紧密，可以进行阳离子交换和可逆的脱水，而沸石的晶体结构不被破坏。由于硅（铝）氧四面体连接方式的不同，在沸石结构中形成很多孔穴和孔道，其晶穴体积约占总体积的40%—50%。沸石晶体结构中具有大量均匀的微孔，孔径与一般物质的分子大小相当，其表面积达400—800m

8、2/g，A型沸石的表面积高达1000㎡/g，这种独特的结构和晶体化学特性使沸石具有优良的物理化学性能，如离子交换性、吸附分离性、催化性、热稳定性、耐酸性等。1.3沸石的用途　沸石常用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。在石油、化学工业8中，用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学