河北赤城天然斜发沸石物化性能和k'+-nh,4'+交换特性的研究

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1、河北工业大学硕士学位论文河北赤城天然斜发沸石物化性能和K<'+>-NH<,4><'+>交换特性的研究姓名：郑素荣申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：袁俊生20040301河：Ira-业大学硕士学位论文河北赤城天然斜发沸石物化性能和K+一Nll4+交换特性的研究摘要研究了河北赤城天然斜发沸石的物化性能，并以其为交换剂对K+_N}k+交换特性进行了试验。主要包括：矿点的筛选：赤城斜发沸石对海水中钾离子吸附量的测定；不同处理方法对斜发沸石性能结构的影响；钾型斜发沸石K+-NH。+交换热力学及动力学的研究。试验结果表明：赤城斜发沸石属于高硅铝比沸石

2、，对海水钾离子的吸附量为18mg／g沸石；通过不同浓度的酸、碱处理和不同温度的焙烧后，与原沸石相比，其对海水钾离子吸附量降低，通过XRD和TEM进行分析结果显示，其特征蜂的峰强度下降{其阳离子交换能力为198．3mmol／lOOg沸石。K+-N也+交换热力学的研究表明：斜发沸石对钾离子的选择性高于对铵离子的选择性，且随着温度的提高，有利于NK+的交换；铵离子进入沸石相与钾离子的交换反应为吸热反应。标准吉布斯自由能△。G，。大于零，离子交换反应过程中，铵离子进入沸石相的能力比钾离子弱。通过对K+一NH；+交换动力学的研究得出：在试验条件下，其交换过

3、程以液膜扩散控制为主；随着操作温度的升高，流速的增加，在相同接触时间内，沸石的转化率升高，随着溶液粘度的增加，钾型斜发沸石对铵离子的吸附率下降；温度、流速对总传质系数(KD)的影响较大。当温度由25"C增至75"C时，总传质系数(KD)增加了近两倍多；流速由0．0312m／s增大到0．2604m／s时，总传质系数增大了四倍多；而粘度对总传质系数影响较小。根据传质机理的判断，建立了传质模型，在试验条件范围内，所建模型与试验所得数据计算的总传质系数吻合较好。关键词：斜发沸石，物化性能，钾离子，铵离子，离子交换，热力学，动力学鎏j!童堡垄鳖墼垄塑至塑些

4、丝璧垫!二!坠窑垫丝堡墼堑塞STUDIESONTHEPHYSICALCHEMICALPROPERTIESOFNATURALCLINOPTILOLITEFROMCHICHENGHEBEIANDSPECIALITIESOFK+一NH4+EXCHANGEONCLINOPTILOLITEABSTIUCTThephysicalchemicalpropertiesofnaturalclinoptilolitefromChichengHebeiwerestudied，andtheexperimentsofK+-NI-L,+exchangeweremadetak

5、ingelinopfiloliteasexchanger．Mainlyincluding：theselectionofmine，thedeterminationoftheadsorptionquantityofK+inseawater，theeffectsofdifferenttreatedwaysonthephyrsicalchemicalpropertiesofnaturalclinoptilolite，thestudiesofK+-NH4+exchangethermodynamicsandkinetics．Theresultsofexper

6、imentsshowedthatChichengelinptilotitebelongedtohighSi／AIratio．theadsorptionofK十inseawaterwas18mg／gclinoptilolite．Comparedwiththeoriginalclinoptilolite,theadsorptionquantityofK+inseawateronthetreatedsamplewasless，7nleanalysisofXRDandTEMshowedthatcharacteristicpeakintensityredu

7、ced．111eabilityofcationexchangewas198．3mmol／1009clinoptilolite．ThestudiesofK+-NH4+exchangethermodynamicsshowedthattheselectivityofK+WaShigherthanNH4+，andwithtemperatureincreasingitWasinfavorofNI-h+selectivity，theK

8、+．NH4+ionexchangereactionWaSendothermicreaction，and△rGm。>0，its

9、howedthatinthereactionofionexchangeNH4+enteredclinoptiloliteDhasewas