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1、第27卷第3期硅酸盐通报Vol.27No.32008年6月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYJune,2008利用粉煤灰合成沸石分子筛的方法评述1,21,2王尊明,杨赞中(1.山东理工大学材料科学与工程学院,淄博255091;2.山东省先进复合材料重点实验室,淄博255091)摘要:本文综述了利用粉煤灰合成沸石的方法及其最新进展,对不同合成方法的优缺点进行了比较,并探讨了当前研究中存在的问题及将来的发展方向。关键词:粉煤灰;沸石分子筛;碱熔融;水热合成;渗析法中图分类号:TB321
2、文献标识码:A文章编号:100121625(2008)0320552204ReviewonSynthesisMethodsofZeolitesfromCoalFlyAsh1,21,2WANGZun2ming,YANGZan2zhong(1.ShandongUniversityofTechnology,Zibo255091,China;2.ShandongKeyLaboratoryforAdvancedComposites,Zibo255091,China)Abstract:Coalflyash(CFAforshor
3、t)istheby2productofcoalcombustionandCFAcanbeconvertedintozeolites,whichisanimportantapplicationwithhighadditionalvalue.AnoverviewonthesyntheticmethodsforzeolitesfromCFAisprovidedinthispaper,andsomecomparisonsamongdifferentmethodsarediscussed.Meanwhile,thecurre
4、ntproblemsandfurtherresearchesinthefutureareproposed.Keywords:coalflyash;zeolite;alkali2melting;hydrothermalsynthesis;dialysis1引言粉煤灰是煤燃烧后产生的废弃物,主要由火力发电厂通过烟气过滤、电分离等方法收集后排放。全球每[1]年产生的粉煤灰约5～6亿吨,而且预测其产生量还将不断增加。由于目前缺乏有效的综合治理手段,对粉煤灰的处理主要是堆积在沉积场中或直接排入农田和江河之中。这不仅占用了大量
5、的土地,而且在出渣、装运及其堆存过程中,易对大气环境造成扬尘污染;若将其排入河流湖泊中,将造成极其严重的水资源污[2]染。因此,粉煤灰的综合利用和无害化处理已引起人们的高度关注。粉煤灰的利用途径主要有两种:一种是凝聚性应用,如作为水泥、混凝土或陶瓷的生产原料;另一种是分[3]散(体积)性应用,如作道路路基的填充材料、矿区的矿井填充物、或者土壤改良物质等。目前,粉煤灰的[4]利用率只有30%左右,且其技术含量和附加值都较低。[5]研究表明,利用粉煤灰合成沸石分子筛是提高粉煤灰综合利用附加值的有效途径之一。沸石是一种结
6、晶铝硅酸盐,其中的硅、铝原子均与氧原子形成硅氧四面体或者铝氧四面体,四面体之间通过共用氧原子连接成复杂、开放的三维骨架,结构中分布着规则的孔道和空腔。这些孔道和空腔可以结合特定大小的分子,且其中的阳离子具有可交换性。因此,沸石具有很大的比表面积和优良的吸附、分离、离子交换、催化等[6]性能,在石油化工、环境保护等领域具有广泛的用途。基金项目:山东省自然科学基金(No.2004ZX25)暨山东理工大学科技基金(重点基金No.2005KJZ02)项目作者简介:王尊明(19832),男,硕士研究生.主要从事分子筛与多孔材
7、料的研究.通讯作者:杨赞中.E2mail:yzz@sdut.edu.cn第3期王尊明等:利用粉煤灰合成沸石分子筛的方法评述553粉煤灰的矿物组成主要为石英、莫来石、玻璃体和少量的碳、磁铁矿等,主要化学组分为SiO2、Al2O3,两者含量在70%以上。据有关文献[7211],粉煤灰中各主要组分的含量范围约为:SiO2为44.53～67.2%、Al2O3为19.6～27.05%、Fe2O3为4.6～9.71%、Na2O为0.14～5.4%。鉴于粉煤灰的组成与形成天然沸石[12]的火山灰具有相似性,1985年Holler
8、等率先开展了利用粉煤灰合成沸石分子筛的研究。工业上合成沸石分子筛系采用水玻璃、铝酸钠或Al(OH)3·9H2O、铝酸钠等化工原料,成本高且工艺复杂。Holler等为粉煤灰综合利用和寻找合成分子筛新原料指出了一条可行的途径,其研究成果一经公布便引起了广泛关注。其[9220]后,各国研究人员利用不同产地的粉煤灰、通过不同的合成工艺方法制备出了不同类型的沸石分子筛
