粉煤灰制备单相态分子筛及对溶液中Cu~(2+)的吸附

以粉煤灰为原料,采用两步水热合成法制备分子筛。对所制备的分子筛的晶体类型和形貌进行表征,研究了所制备分子筛对溶液中Cu~(2+)的吸附性能。实验结果表明:控制硅铝凝胶中的m(SiO_2):m(Al_2O_3)分别为1.7和2.9,可得到单相态NaA型分子筛和X型分子筛;硅铝凝胶在100℃的低温条件下晶化,有利于制备小粒径的NaA型分子筛;NaA型分子筛对Cu~(2+)的吸附容量大于X型分子筛;在25℃、溶液初始pH为3、Cu~(2+)质量浓度为50 mg/L、溶液体积为100 mL的条件下,NaA型分子筛最佳加入量为1.5 g,吸附30 min,Cu~(2+)去除率可达95.3%;NaA型分子筛对Cu~(2+)最大吸附容量为82.37 mg/g。     

粉煤灰-粉煤灰合成沸石对Cs~+的固化

以电厂废弃物粉煤灰为原料、采用碱熔-水热法制备了粉煤灰合成A型沸石(以下简称沸石),再以沸石对溶液中的Cs+进行分离富集,最后在碱激发剂的作用下以粉煤灰和吸附后的沸石制得地聚合物固化体。对固化体的性能进行了评价,并探讨了固化机理。实验结果表明:在吸附温度25℃、初始Cs+质量浓度100 mg/L、固液比10.0 g/L的条件下,沸石对的Cs+的吸附率达98%,比粉煤灰提高了2倍以上;沸石掺量为20%~30%(w)时,固化体的抗压强度符合GB 14569.1—2011要求,固化体中Cs+的42 d浸出率和累计浸出分数均远优于GB 14569.1—2011限值,表现出优异的抗浸出性能。     

以煤矸石为原料合成Y型沸石

煤矸石中的煤系高岭岩，可用来生产氧化铝、氢氧化铝及硫酸铝、白炭黑等。而以煤矸石为原料制备沸石分子筛，则是一条更经济实用的应用途径，目前已合成A型、X型等沸石。作者以煤矸石为原料，采用导向剂法成功合成Y型沸石。     

利用磷肥生产废弃物制备4A分子筛

以磷肥生产废弃物氟硅酸制备氟化铵溶液时副产的白碳黑为原料,以铝矾土为铝源,制备了晶化导向剂,并采用水热法制备了4A分子筛.考察了晶化导向剂加入量、晶化时间和晶化温度对4A分子筛性能的影响.实验结果表明,当晶化导向剂的加入量为7%(质量分数)、晶化温度为80℃、晶化时间为2 h时,制备的4A分子筛的钙交换容量(以CaCO_3计)为336 mg/g,并采用X射线衍射仪和红外光谱仪对4A分子筛的结构进行了表征.     

吸附—光催化氧化法处理模拟亚甲基蓝废水

以粉煤灰基沸石为载体制备TiO2/沸石光催化剂,采用SEM和XRD对产物进行表征,并考察其对模似废水中亚甲基蓝(MB)的光催化降解活性及再生后的催化性能.实验结果表明:光催化剂中的TiO2主要为锐钛矿晶型;MB降解过程遵循—级Langmuir-Hinshelwood动力学方程;当光照时间为3h、MB质量浓度为10 mg/L、废水pH为7、TiO2/沸石加入量为1.5 g/L时,MB废水的脱色率可达96.46％;经200 W超声波、450℃热再生处理40 min后,再生催化剂对废水的脱色率为73.04％;再生催化剂重复使用8次后,废水脱色率仍可达43.27％.     

粉煤灰两步水热法制备人工沸石

以粉煤灰为原料,采用两步水热法制备人工沸石。SEM、XRD、X射线荧光光谱分析结果表明:制得的人工沸石纯度较高,主要为Na-A型沸石和少量13X型沸石,主要化学成分为SiO2和Al2O3。说明采用两步法制备人工沸石克服了传统水热法杂质含量高的缺陷。采用人工沸石处理初始Mn2+质量浓度为50.00mg/L的模拟含锰废水,吸附125min后,Mn2+去除率达98.19%,模拟废水中剩余Mn2+质量浓度为0.90mg/L。     

粉煤灰及其制备沸石对高浓度氨氮的去除比较

以粉煤灰为原料,采用改进的水热合成法制备了粉煤灰沸石,并将粉煤灰和粉煤灰沸石用于高浓度氨氮的吸附去除。实验结果表明:在粉煤灰和粉煤灰沸石的投加量分别为0.10 g/m L和0.04 g/m L、反应体系p H为5~7、初始氨氮质量浓度为500 mg/L的条件下,分别吸附660 min和60 min,粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的去除率分别约为20.1%和50.7%左右,粉煤灰沸石对高浓度氨氮的去除效果明显优于粉煤灰;粉煤灰和粉煤灰沸石对氨氮的吸附动力学行为符合准二级动力学方程;Langmuir和Freundlich等温吸附模型能较好地描述粉煤灰对氨氮的等温吸附过程,而粉煤灰沸石对氨氮的等温吸附过程则更适宜用线性模型和Freundlich模型描述。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g,平均孔径为3.779 nm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

复合混凝剂的制备及活性染料的去除

以马铃薯淀粉、丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DADMAC）为原料进行接枝反应,将接枝产物（TSI）与聚合氯化铝铁（PAFC）复配,制得新型复合混凝剂PAFC-TS1。优化了复合混凝剂制备的工艺条件。研究结果表明,复合混凝剂PAFC-TS1的优选制备条件为：OH^-浓度与铝铁总浓度的比（r）为0.5,铝铁总浓度与TS1的质量浓度比（R_m）为0.5 mol/g,铝铁摩尔比9∶1。在此条件下处理质量浓度为100 mg/L的活性染料废水,当混凝剂投加量为24 mL/L时,染料去除率可达97%以上。相同条件下,使用PAFC-TS1比单独使用PAFC或PAFC-PAM的染料去除率更高。     

碱熔融-微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd~(2+)的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd~(2+)的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m2/g,平均孔径为3.779 nnm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd~(2+)去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd~(2+)的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd~(2+)的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

电炉炼锡废渣制备白炭黑

以电炉炼锡废渣为原料,经过酸浸处理去除Fe元素后,再用沉淀法制备白炭黑。探索了制备白炭黑的最佳工艺条件。分别采用XRD、FTIR、SEM及粒度分析等技术表征了白炭黑产品的物相、形貌、粒径及其分布。实验结果表明,制备白炭黑的最佳工艺条件为:Na OH溶液浓度8 mol/L、固液比1∶10(干燥废渣质量与Na OH溶液体积比,g/m L)、搅拌速率300 r/min、反应温度90℃、反应时间6 h。在最佳工艺条件下制备的白炭黑产品中Si O2质量分数达92.8%。表征结果显示,所制备的白炭黑产品是由近似球形的颗粒聚集而成的无定形非晶体水合二氧化硅,粒径为95~200 nm的颗粒约占87.5%。     

改性沸石复合材料的制备及对废水同步脱氮除磷

采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)溶液和LaCl3溶液对人造沸石进行改性,以实现其对废水的同步脱氮除磷。通过正交试验确定了改性沸石制备的最佳条件,并运用SEM、BET、EDS、FTIR、XRD和TG技术对改性沸石进行了表征。实验结果表明:改性可提高人造沸石对废水中氨氮(NH4+-N)和总磷(TP)的去除率;改性沸石制备的最佳条件为HDTMA质量浓度12 g/L、LaCl3质量浓度9 g/L、HDTMA溶液和LaCl3溶液的体积比1∶5,固液比1∶90;采用该条件下制备的改性沸石吸附处理NH4+-N和TP的质量浓度分别为23.78 mg/L和11.78 mg/L的废水,NH4+-N和TP的去除率分别达96.88%和95.12%。表征结果显示,改性后,HDTMA和LaCl3有效负载于人造沸石表面,且未改变人造沸石的基本骨架。     

α-Fe_2O_3/AC催化剂的制备及光Fenton反应降解双酚A

采用温和的无模板溶液反应合成了α-Fe_2O_3/AC复合催化剂,作为光Fenton降解双酚A反应的催化剂。通过XRD、SEM、FTIR、DRS、BET、XPS等方法对催化剂的形貌和理化特性进行了分析。结果表明:该催化剂晶型良好,为介孔材料,能够有效吸收和利用紫外光和可见光;该催化剂具有较高的催化活性,稳定性良好;在初始双酚A质量浓度为30 mg/L、溶液pH为4、H_2O_2加入量为320 mg/L、反应温度为40℃、催化剂加入量为1.33g/L的条件下,双酚A降解率可达91.4%。     

α-Fe2O3/AC催化剂的制备及光Fenton反应降解双酚A

采用温和的无模板溶液反应合成了α-Fe₂O₃/AC复合催化剂,作为光Fenton降解双酚A反应的催化剂。通过XRD、SEM、FTIR、DRS、BET、XPS等方法对催化剂的形貌和理化特性进行了分析。结果表明：该催化剂晶型良好,为介孔材料,能够有效吸收和利用紫外光和可见光;该催化剂具有较高的催化活性,稳定性良好;在初始双酚A质量浓度为30 mg/L、溶液pH为4、H₂O₂加入量为320 mg/L、反应温度为40 ℃、催化剂加入量为1.33 g/L的条件下,双酚A降解率可达91.4%。     

利用粉煤灰生产耐火材料

粉煤灰是火力发电厂锅炉排出的废弃物,其化学矿物成分主要是SiO_2-AI_2O_3系的莫来石和玻璃物质,用它可制备体积密度0.75 g/cm^3,1.0 g/cm^3和1.3 g/cm^3的轻质保温耐火材料及轻质陶粒,利用从中分选出的漂珠可生产体积密度0.3~0.9 g/cm^3的轻质砖及浇注料,这些隔热保温材料用于工业炉窑,节约能源;还可利用粉煤灰合成堇青石、莫来石、Sialon、锆-莫来石、尖晶石-莫来石复相材料等;特别是近来研究出高铝粉煤灰,不添加高铝矿物,经碱液预脱硅、酸液除杂活化处理烧结得到莫来石,以及采用预脱硅-低钙烧结法制备氧化铝,同时联产活性硅酸钙技术成功应用于生产,粉煤灰的工业利用将有巨大前景,不但满足耐火材料,还节能减排。     

微波改性锆-铝柱撑膨润土对水中Cr(Ⅵ)的吸附

以膨润土为原料,通过微波辐射加热法制备锆-铝柱撑膨润土(MZAPB)吸附剂,研究了 MZAPB 加入量、溶液 pH、吸附时间、温度等因素对 Cr(Ⅵ)吸附效果的影响.研究结果表明:当溶液初始 Cr(Ⅵ)质量浓度为 25mg/L、MZAPB 加入量为 10 g/L、溶液 pH 为 5.6、吸附温度 25℃、吸附时间为 6...     

锐钛矿-金红石混合晶型TiO2降解气相苯

用溶胶-凝胶法并通过控制煅烧温度合成不同晶相比的混合晶型纳米TiO_2,在紫外光光照下降解气相苯。考察了苯初始质量浓度、紫外灯光照强度和催化剂加入量对苯去除率的影响;探究了光催化降解气相苯的动力学特征。结果表明:450℃煅烧制备的催化剂降解苯效率最高,此催化剂金红石相质量分数为6.30%;在苯初始质量浓度为74.39 mg/m~3、催化剂加入量为7 g、光照强度为2.18 klux的最佳条件下反应84 min,苯去除率达99.73%;光催化降解率与光照强度之间符合0.5级动力学特征;当催化剂加入量为3 g时,单位时间单位质量催化剂降解苯的质量最多;苯的光催化降解反应均符合一级动力学方程。     

活性碳纤维负载纳米TiO_2光催化材料的制备

采用浸渍液中添加环氧树脂黏结剂并高温热处理的方法,制备出活性碳纤维(ACF)负载纳米TiO2光催化材料。对光催化材料的表面形貌和TiO2晶相进行了表征,发现所制备的光催化材料很好地保持了m(锐钛矿型)∶m(金红石型)为79∶21的混晶结构。评价了光催化材料对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明,当浸渍液中黏结剂质量浓度为5g/L时,ACF负载纳米TiO2光催化材料失重率较低,表明TiO2的负载强度较高。浸渍液中黏结剂质量浓度为15g/L时,ACF上TiO2负载率最高,为65%。当浸渍液中黏结剂质量浓度为25g/L时,ACF负载纳米TiO2光催化材料对亚甲基蓝的降解率最高,反应120min时,亚甲基蓝降解率均接近100%。     

亚铁氰化铜的制备及其对铯的吸附

以亚铁氰化钠和硝酸铜为原料,采用水热合成法制备出亚铁氰化铜(CuFC)吸附剂,对其进行了表征,并考察了CuFC对模拟放射性废水中铯的吸附性能。表征结果显示:产物的分子式为Cu2Fe(CN)6·7H2O,外观为具有清晰几何形状的颗粒物,粒径约为30 nm。25℃下的静态吸附实验结果表明:当初始铯质量浓度为98.01μg/L、CuFC加入量为0.08 g/L、吸附时间为90 min时,达到吸附平衡,铯的去污系数达到1.13×104;用拟二级动力学模型可准确描述CuFC对铯的吸附过程,相关系数为1.000 0;吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型。     

用化肥废催化剂制备硫酸铝钾

研究了以含铝、钴的化肥废催化剂为原料制备硫酸铝钾(明矾)的方法。确定了最佳工艺条件:化肥废催化剂粒度为300目、硫酸浓度为9 mol／L、浸取时间为30 min、用K2CO3调滤液pH至1-2。在该条件下制备的KAl(SO4)2·12H2O产品纯度为98.2％,达到日本工业标准(JIS K1473-1970)工业级纯度。