合成条件对粉煤灰合成沸石过程中沸石生成和品质影响

以粉煤灰为原料采用微波水热合成法制备沸石,将其用于废水处理中,考察了粉煤灰合成沸石对氨氮、磷、fe2+、mn2+、cu2+的去除效果。实验结果表明,与粉煤灰相比,粉煤灰合成沸石具有更高的氨氮、磷去除率;在吸附去除废水中的fe2+、mn2+、cu2+时,合成沸石比天然沸石更有效。

以粉煤灰为原料,在微波辐射条件下,采用多段技术合成了nap1型和naa型沸石,考察并讨论了氢氧化钠的浓度、液固比以及添加剂等对沸石产品的阳离子交换性能(cec)的影响.研究结果表明,沸石产品的cec值随着氢氧化钠浓度的升高和液固比的增加呈增加趋势,至氢氧化钠浓度为2mol/l和液固比为8ml/g时达到最大值.在此最佳条件下,nap1和naa两种沸石产品的cec值分别为159.2mmol/100g和157.7mmol/100g.naf、十六烷基三甲基溴化铵和95%乙醇等3种添加剂可以明显地改善nap1和naa两种沸石产品的cec值.研究结果显示,微波多段合成技术在沸石合成过程中起到了重要的作用,不仅缩短了合成时间,而且保持了产品的高离子交换性能.

以粉煤灰为原料,naoh和na2co3为碱源,进行了合成a型沸石的研究。粉煤灰被添加到不同浓度的碱液中制备出料浆,在固液比为100g∶400cm3,在温度为393k的条件下,水热搅拌合成沸石,反应时间分别为3h和24h。研究结果表明,naoh作为碱源合成a型沸石与用na2co3比较,原料转化率高,产品结晶度大,合成时间短,但总体来说粉煤灰转化率不高。

以naoh作碱源,采用水热晶化法将粉煤灰转化成沸石。通过改变灼烧温度、naoh浓度、液固比、晶化时间,考察合成条件对合成沸石阳离子交换容量的影响,并应用于焦化废水a/o出水的处理。结果表明:在灼烧温度为700℃、naoh浓度为1mol/l、液固比为5∶1ml/g、晶化时间为36h条件下,合成沸石的阳离子交换容量最高为167mmol/100g,是原粉煤灰的12.8倍,高于天然沸石的160mmol/100g;合成沸石处理焦化废水a/o出水的最佳条件是反应时间为1h,沸石投加量为2g/100ml,ph值为6.0～9.0,此时nh3-n、cod去除率及出水质量浓度分别为46.7%、17.6%和62.6、197.8mg/l,合成沸石对nh3-n的吸附符合freundlich吸附等温式。

以略阳电厂粉煤灰为原料,进行了用水热法和熔融水热法合成a型沸石和y型沸石的试验研究。结果表明:粉煤灰在80℃和碱性条件下水热反应4d,可获得含p型沸石和x型沸石的粉煤灰沸石;向粉煤灰中加入al(oh)3和naoh固体,以800℃熔融1h后,在80℃下水热反应12h,可获得a型沸石;向粉煤灰中加入硅灰石和naoh固体,以800℃熔融1h后,在80℃下水热反应36h,可获得y型沸石。将3种合成沸石与天然沸石和粉煤灰进行吸附溶液中cd2+的对比,吸附能力由强到弱的排序为y型沸石>a型沸石>粉煤灰沸石>天然沸石>粉煤灰。

通过碱熔融—水热合成法,利用粉煤灰制备a型沸石,x射线衍射图谱显示产物晶型完整、结晶度高、产率达69%.产物对兰州市某制革厂废水进行批处理振荡正交实验,结果显示:a型沸石能很好地去除废水中的总cr,去除效率高达99%;氨氮的去除率在70%左右,去除效果良好,对cod_(cr)也有一定的去除作用.通过对实验数据的极差分析得出各污染物的最优反应条件:cod_(cr):反应温度35c,沸石投加量1g/100ml,振荡时间1h,ph值为12;nh_4~+:反应温度25℃,沸石投加量4g/100ml,振荡时间3h,ph值为7;总cr:反应温度30℃,沸石投加量0.5g/100ml,振荡时间2h,ph值为12.

利用碱熔融-水热合成法,进行不同陈化时间和灰水比的粉煤灰合成a型沸石的对比试验。扫描电镜结果表明,碱熔融-晶化反应使粉煤灰玻璃体被破坏,生成立方晶粒。粉末x射线衍射谱线图显示产品结晶度较好。试验数据表明:在给定条件下各反应均无法生成单一a型沸石;陈化时间24h,灰水比1∶5为粉煤灰碱熔融-水热合成a型沸石的相对优化条件,产率达69%。

以粉煤灰为基本原料,成功合成了naa型沸石。通过xrd对合成物的物相和形貌进行了分析,并将合成的naa型沸石应用于含cr(ⅵ)电镀废水的吸附处理研究。结果表明,用1.67mol/lnaoh溶液溶解过滤粉煤灰后添加铝源制备溶胶,在100℃条件下,晶化350min后可制备出单相的naa型沸石。naa沸石对cr(ⅵ)离子有快速吸附作用,naa沸石的加入量、溶液的初始ph值、吸附时间和吸附温度对cr(ⅵ)离子去除率有较大影响。

通过对粉煤灰水热制备a型沸石实验和晶体生长过程的研究,发现了a型沸石新的生长过程,并由此提出了新的水热法合成a型沸石的生长机理。实验证明,粉煤灰煅烧特别是加碱煅烧能提高其反应活性,并揭示了水热体系中a型沸石的生长经历了粉煤灰颗粒的溶解→al(oh)3沉淀→al(oh)3沉淀溶解→硅铝酸盐凝胶→集聚→初晶(晶核)→完整晶体等阶段。硅铝酸盐凝胶的集聚是形成晶核的基础,晶核及小颗粒的集聚则是a型沸石晶粒长大的主要方式。

以铝灰、粉煤灰和碳黑为主要原料,采用碳热铝热复合还原氮化工艺制备了sialon粉体。研究了原料组成(si/al比分别为1.5、1和0.27)、碳黑含量(分别为10%、17%、22%和27%)以及合成反应温度(分别为1400,1450,1500℃)对生成物相的影响。结果表明,合成温度为1450℃,可以得到较纯的物相;随着还原剂碳黑含量的增加,使还原氮化反应进行的更为充分;在原料中si/al比为1时,加入17%的碳黑可以得到主要物相为si3al3o3n5(β-sialon,z=3)和sial4o2n4(15r)的产物;在原料中si/al比为1.5时,即加入80%的粉煤灰,在1450℃可以制备较纯的si3al3o3n5粉。

工业上广泛应用的某些沸石催化材料,如zsm-5和β沸石,通常是在有机模板剂存在条件下合成的,但合成过程常常会造成环境污染以及co2和氮氧化物的排放.如果能在无有机模板剂条件下合成这些材料,则不仅在基础研究上具有重要意义,而且在工业应用方面也具有经济和环保价值.本文对最近有关无有机模板剂合成沸石材料的一些突破性进展进行了综述,并重点讨论了调节起始凝胶配比、使用导向剂溶液以及使用晶种导向合成等路线.

传统优质粉煤灰、粒化高炉矿渣粉等面临资源短缺、供应不足问题,地域性天然原料成为水泥混合材和混凝土掺合料的重要备选。本论文以地域内储量丰富的高硅矿石为原材料,研究了其对ⅰ级粉煤灰性能的影响,并说明了大掺量使用高硅矿石粉制备高硅矿石和ⅰ级粉煤灰复合粉体材料的方法。

粉煤灰主要是以煤为燃料的火力发电厂排出的固体废物,是一种高分散度的集合体,它由大小不等、形状不规则的粒状体组成,具有较大比表面积,其粒径在0.5μm～300μm之间。用粉煤灰合成沸石的研究,从holler和wrisching开始至今已有近20年的历史,许多科学工作者采用不同的工艺方法进行制备沸石的研究,

粉煤灰主要是以煤为燃料的火力发电厂排出的固体废物，是一种高分散度的集合体，它由大小不等、形状不规则的粒状体组成，具有较大比表面积，其粒径在0．5μm～300μm之间。用粉煤灰合成沸石的研究，从holler和wrisching开始至今已有近20年的历史，许多科学工作者采用不同的工艺方法进行制备沸石的研究，推动了用粉煤灰制取沸石研究的发展。本研究自制的naa型沸石用于含cr（ⅵ）电镀废水的吸附研究。

通过单掺粉煤灰、单掺石灰石粉及复掺石灰石粉与粉煤灰进行水泥标准稠度用水量、胶砂流动度和胶砂强度试验,分析了石灰石粉对胶砂性能的影响。以确定石灰石粉取代部分粉煤灰应用于山口水电站碾压混凝土坝的最佳掺量。

用粉煤灰直接制备m45莫来石以及与铝矾土混合合成m60莫来石,可大大降低莫来石的合成成本。采用综合热分析仪(tg-dsc)、x射线衍射仪(xrd)和扫描电子显微镜(sem)对样品进行表征。结果表明:经800℃煅烧2h并经除铁处理的粉煤灰可直接作为低牌号莫来石(m45)使用;用预处理的粉煤灰和铝矾土混合制备高牌号莫来石(m60)适宜的烧结温度为1000℃;合成的莫来石的主要组分符合中国烧结莫来石标准(yb/t5267—2005)。

目前市场上粉煤灰数量巨多,品种复杂,本文结合多年的工作经验,阐述了如何辨别分析粉煤灰的品质,并保证混凝土的质量。

以混凝土绝热温升为温度参考依据,模拟混凝土早龄期的变温过程,研究了在变温条件下掺加粉煤灰对混凝土抗压强度的影响。强度等级为c30级时,粉煤灰混凝土3d后的抗压强度高于纯水泥混凝土;强度等级为c80级时,粉煤灰混凝土4d后的抗压强度高于纯水泥混凝土。通过工程实例研究了不同养护条件对大掺量粉煤灰混凝土强度发展的影响,发现温度匹配养护下7d的抗压强度远高于在标准养护和同条件养护下的抗压强度。

本文研究了不同烧结温度、烧结时间、空气流量对页岩粉煤灰烧结砖中硫的释放率的影响。实验结果表明:相同条件下,页岩的加入加大了烧结砖中硫的释放率,且页岩粉煤灰烧结砖中硫释放率随着粉煤灰含量的增高而增高;页岩粉煤灰烧结砖中硫释放率随着烧结温度、烧结时间、空气流量的加大的增高。

在石膏中掺加粉煤灰,并采用激发剂激发粉煤灰活性,制作石膏速成墙板,可以降低石膏速成墙板的生产成本,同时在一定程度上提高制品的性能。

研究了水泥、粉煤灰矿物掺合料单掺对建筑石膏的强度、凝结时间、软化系数等性能的影响,结果表明,粉煤灰具有一定的缓凝作用,而水泥具有促凝作用,粉煤灰、水泥有利于提高建筑石膏的抗压软化系数,但当粉煤灰加入量超过20%(质量百分比),水泥的加入量超过9%时建筑石膏的绝干强度损失较大。

通过测定水泥浆体流动度和不同龄期强度、吸水率以及化学结合水量,研究了单掺石灰石粉、粉煤灰以及石灰石粉与粉煤灰双掺对水泥浆体性能的影响。结果表明:随着石灰石粉掺量增加,水泥浆体流动度减小。粉煤灰掺量增加,水泥浆体流动度增大。粉煤灰能改善石灰石粉水泥浆体流动性。水泥浆体早期强度随石灰石粉掺量增加出现先增大后减小变化,掺量为10%时浆体早期强度达到最大,石灰石粉掺入对水泥浆体后期强度不利。石灰石粉与粉煤灰按一定比例复合时,水泥浆体早期、后期强度都有所提高,5.00%石灰石粉与5.00%粉煤灰复合时,浆体强度改善效果最好。