天然沸石结构对合成分子筛吸附脱氮性能影响

作者：武旭源; 郑晓英; 郝瑞霞^*; 王鸿博; 孙彤; 李嘉雯; 李鹏

来源：中国环境科学, 2021, 41(07): 3193-3200.

DOI：10.19674/j.cnki.issn1000-6923.20210223.009

• 天然沸石
• 矿物组成
• 分子筛
• 水热合成
• 吸附
• 氨氮

针对污水厂尾水深度脱氨问题,从国内几个典型的天然沸石矿床中选取了4种天然沸石(记为A、B、C、D),运用直接碱溶-水热晶化合成工艺制备分子筛,测定了各自的氨氮吸附性能;并采用XRF、XRD等表征方法,对比分析了4种天然沸石在元素组成及矿物含量方面的差异,结合4种合成产物的晶体结构、元素组成、表面形貌分析结果,探讨了天然沸石材料特性对合成产物吸附性能的影响.结果表明:与沸石原料相比,4种合成产物的氨氮吸附性能均得到明显提升,其中C和A沸石合成产物的氨氮吸附量较高,均达到15mg/g以上;合成产物的氨氮吸附性能与沸石原料的碱溶性硅溶出量有正相关关系;碱溶性硅主要来自于天然沸石原料中的方石英、斜发沸石、丝光沸石、透长石等矿物组分,而结构稳定的石英不易被碱溶活化利用.合成产物为含有不同类型分子筛及其它矿物成分的混合物,碱溶性硅溶出量高的C和A沸石均合成了A型、X型分子筛,氨氮吸附性能较好;而B和D沸石合成产物主要为孔径小于铵根离子粒径的方钠石分子筛,其氨氮吸附性能较差.因此,利用天然沸石合成分子筛用于污水脱氨时,应尽量选择石英矿物含量少、碱溶性矿物占比高的沸石原料.

• 单位
  北京工业大学