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La/Al天然沸石对水中F^(-)的吸附及再生

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化工新型材料 2024年第1期52卷 214-219页

作者：钱程张峰榛曾奇龚长林四川轻化工大学化学工程学院自贡643000

以天然沸石为原料,制备La/Al负载天然沸石,用于水中F^(-)的吸附,并对其吸附动力学、等温吸附性能、再生能力和吸附机理进行探讨。结果表明,该吸附剂对F^(-)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir模型,在298K温度条件下,理论最大吸附量为... 详细信息

以天然沸石为原料,制备La/Al负载天然沸石,用于水中F^(-)的吸附,并对其吸附动力学、等温吸附性能、再生能力和吸附机理进行探讨。结果表明,该吸附剂对F^(-)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir模型,在298K温度条件下,理论最大吸附量为19.2mg/g。pH的升高不利于F^(-)的吸附。Cl^(-)、NO_(3)^(-)对F^(-)的吸附影响较小,而HCO_(3)^(-)和H_(2)PO_(4)^(-)的存在不利于F^(-)的吸附。在0.5mol/L NaOH条件下,经过5次循环再生,吸附剂对F^(-)的吸附量降低16.7%。SEM、BET、EDS-mapping和XPS分析表明,F^(-)的吸附机理主要为配体交换。

关键词： La/Al 天然沸石 F^(-)吸附再生

铁碳微电解串联天然沸石去除黑臭水体中的总氮

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东北师大学报（自然科学版） 2024年第1期56卷 154-160页

作者：韩东旭刘相汝韩齐恒林山杉东北师范大学环境学院吉林长春130117 吉林省计量科学研究院吉林省计量测试仪器与技术重点实验室吉林长春130103

采用铁碳微电解串联天然沸石技术,研究了去除黑臭水体中总氮的问题.结果表明:(1)通过静态实验确定的最佳处理设计为,进水pH=3,m(Fe)/m(C)比为2∶1,铁碳微电解反应层水力停留时间为120 min,沸石层水力停留时间为40 min,反应柱总的水力停... 详细信息

采用铁碳微电解串联天然沸石技术,研究了去除黑臭水体中总氮的问题.结果表明:(1)通过静态实验确定的最佳处理设计为,进水pH=3,m(Fe)/m(C)比为2∶1,铁碳微电解反应层水力停留时间为120 min,沸石层水力停留时间为40 min,反应柱总的水力停留时间为160 min.(2)动态实验中NH_(4)^(+),NO_(3)^(-)和TN去除率分别保持95%,92%和90%左右,可持续处理300 h以上.(3)中试实验中TN,NO_(3)^(-)和NH_(4)^(+)的平均去除率分别为83.04%,91.85%和88.60%,TP和COD的平均去除率分别为83.2%和89.7%.

关键词：黑臭水体 Fe-C微电解天然沸石总氮去除

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混合法制备天然沸石基臭氧催化剂的性能与表征

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环境工程技术学报 2024年

作者：马国鑫吴昌永秦志凯袁玥胡映明于茵徐敏马娟兰州交通大学环境与市政工程学院中国环境科学研究院环境污染控制工程技术研究中心环境基准与风险评估国家重点实验室中国环境科学研究院

臭氧催化剂生产成本高，目前已成为限制臭氧催化氧化技术工程应用的重要因素之一。采用廉价易得的天然沸石粉作为催化剂载体原材料，以Cu为活性组分，通过混合法制备催化剂并测定其性能，探究天然沸石基臭氧催化剂的最佳制备条件，并对... 详细信息

臭氧催化剂生产成本高，目前已成为限制臭氧催化氧化技术工程应用的重要因素之一。采用廉价易得的天然沸石粉作为催化剂载体原材料，以Cu为活性组分，通过混合法制备催化剂并测定其性能，探究天然沸石基臭氧催化剂的最佳制备条件，并对催化剂进行了形貌结构表征。试验结果表明：使用快脱粉作为黏结剂，添加量为10%（质量分数）并在600 ℃焙烧制备的天然沸石基臭氧催化剂综合性能最佳，当反应30 min时，其对石化废水COD吸附去除率为37.27%；利用吸附饱和的催化剂对石化废水进行臭氧催化氧化，反应30 min时，COD去除率为43.48%，三维荧光图谱中区域Ⅰ～Ⅴ荧光类物质去除率分别达76.68%、82.52%、86.83%、80.16%及79.38%。表征结果表明，最佳天然沸石基臭氧催化剂形貌结构与沸石本身差异不大，比表面积仅增加1.75%，但孔容与平均孔径较天然沸石分别增大23.40%与21.48%，这有利于提高污染物吸附和臭氧催化氧化去除效果；SEM-EDS结果表明，催化剂活性组分Cu在沸石载体中负载均匀，这不仅提高了其催化活性，也有利于维持催化剂的稳定性。从生产成本上来看，沸石催化剂较氧化铝催化剂低3 000元/t，经济效益显著。研究结果表明，通过混合法制备的天然沸石基臭氧催化剂具有优异的催化活性，能够高效处理石化二级出水，且可以大幅降低催化剂生产成本，在催化剂制备、工业废水深度处理和工程化推广等方面具有一定的潜力。

关键词：天然沸石臭氧催化氧化催化剂混合法石化废水

镧改性天然沸石制备及其控制水体磷污染的研究

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镧改性天然沸石制备及其控制水体磷污染的研究

作者：罗清月中国环境科学研究院

学位级别：硕士

水体富营养化是全球性的水环境问题,磷是导致水体富营养化的主控因子。在外源磷得到有效控制的同时,内源磷污染导致的水环境问题仍普遍存在。原位钝化技术以其针对性强、控磷效果好等特点成为研究热点,而研发经济高效、生态安全的钝化... 详细信息

水体富营养化是全球性的水环境问题,磷是导致水体富营养化的主控因子。在外源磷得到有效控制的同时,内源磷污染导致的水环境问题仍普遍存在。原位钝化技术以其针对性强、控磷效果好等特点成为研究热点,而研发经济高效、生态安全的钝化材料是该技术的核心。近年来,镧改性钝化材料控制水体中磷引起了广泛关注。本研究以天然沸石为基质,通过煅烧前处理和水热法结合,制备了镧改性天然沸石（LZ）和镧改性磁性沸石（LMZ）材料,实现了水体和底泥中磷的高效吸附,并深入探讨了两种材料对水体和底泥中磷控制的作用原理,为镧改性沸石控制湖库中的磷提供新的技术路径和理论基础。主要研究结果如下:采用“煅烧预处理+水热法”成功合成了高效去除水中磷的LZ和LMZ材料,并对其形貌特征、晶体结构、比表面积等理化性质进行了表征。材料LZ、LMZ的比表面积分别为74.42 m2/g、66.53 m2/g,是改性前比表面积的9.3倍、8.3倍。通过条件优化实验发现,当沸石种类为斜发沸石、煅烧温度为300℃、沸石与镧质量比为1:2时,材料对水中磷具有最高的吸附去除率。此外,LZ最佳投加量为0.3 g/L,p H适用范围为3.0～10.0;而LMZ最佳投加量为0.6 g/L,p H适用范围为3.0～7.0。SO42-、Cl-、HCO3-对LZ和LMZ吸附磷酸盐无显著影响,但当溶液中存在CO32-时,磷吸附容量明显下降。从吸附动力学角度,两种材料更符合准二级动力学模型,说明材料内部扩散阻力小,化学吸附是主要过程;从热力学角度分析,两种材料对磷的吸附均更符合Langmuir模型,其最大磷吸附容量分别为122.7 mg/g和109.17 mg/g。分析底泥培养实验结果可得,添加LZ和LMZ不仅可以有效降低上覆水体中的溶解性磷酸盐浓度（从0.8 mg/L降低到0.07 mg/L）,还可以将沉积物中的潜在活性磷转化为稳定态磷。结合表征分析可知,两种材料吸附磷酸盐的机理主要包括球内络合和静电吸引作用。生态毒理学测试表明,在培养周期内,LZ浸出液对斑马鱼、大型溞、田螺无急性毒性效应,具有生态安全性。此外,本材料的添加可以显著抑制水体中藻类的生长,对湖泊富营养化和有机物营养物控制有积极作用。

关键词：天然沸石镧改性钝化剂磷内源污染

天然沸石对模拟尾矿渗滤液中重金属离子的静、动态吸附研究

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矿产保护与利用 2024年第1期44卷 95-104页

作者：杨兰李兆明梅乐夫吕国诚廖立兵中国地质大学(北京)材料科学与工程学院矿物材料国家专业实验室非金属矿物与固废资源材料化利用北京市重点实验室地质碳储与资源低碳利用教育部工程研究中心北京100083

沸石具有良好的吸附性能和离子交换特性,对去除水中的重金属离子具有廉价、高效的优点。利用天然沸石矿物作为吸附材料,探讨了在不同条件下对干扰分选过程的多种重金属离子的去除效果和去除机制,研究了其在静、动态条件下去除模拟尾矿... 详细信息

沸石具有良好的吸附性能和离子交换特性,对去除水中的重金属离子具有廉价、高效的优点。利用天然沸石矿物作为吸附材料,探讨了在不同条件下对干扰分选过程的多种重金属离子的去除效果和去除机制,研究了其在静、动态条件下去除模拟尾矿渗滤液中重金属离子的性能和机理。单一重金属离子静态吸附实验结果表明,沸石对Pb^(2+)、Cu^(2+)、Mn^(2+)、Zn^(2+)均有较好的去除效果,对4种重金属离子的吸附能力大小为Pb^(2+)> Cu^(2+)> Zn^(2+)> Mn^(2+)。混合离子静态吸附实验结果表明,在任意初始质量浓度下,Pb^(2+)在沸石上的吸附量均远大于Cu^(2+)、Zn^(2+)和Mn^(2+)。4种离子的吸附过程均符合Langmuir等温模型,属于单分子层吸附,准二级动力学模型能较好地描述沸石吸附4种重金属离子的过程,沸石在离子交换、表面静电和断键络合的共同作用下去除重金属离子,由于存在竞争吸附,沸石对相同价态不同阳离子的吸附能力存在较大差异,这主要受不同阳离子的水合半径的影响。动态条件下沸石对Cu^(2+)、Mn^(2+)、Pb^(2+)、Zn^(2+)的去除分别在102 h、64 h、900 h和78 h达到平衡,沸石的有效工作时间较长,可作为渗透反应格栅(PRB)的介质材料用于多金属矿尾矿渗滤液污染地下水的原位修复,具有良好的社会和经济效益。

关键词：天然沸石吸附重金属离子

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天然沸石吸附氨氮的影响因素分析和数值模拟

能源与环保 2024年第2期46卷 23-28页

作者：杨帅孙洪广河海大学水灾害防御全国重点实验室力学与材料学院江苏南京211100

为了考察天然沸石对氨氮污染物的吸附机制和去除效率,开展了一系列干扰因素下的批量吸附实验,考虑了氨氮浓度、吸附时间、pH值以及环境中可能存在的铁离子及腐植酸的影响。实验得到的氨氮吸附容量和去除效率结果表明,中性环境中沸石对... 详细信息

为了考察天然沸石对氨氮污染物的吸附机制和去除效率,开展了一系列干扰因素下的批量吸附实验,考虑了氨氮浓度、吸附时间、pH值以及环境中可能存在的铁离子及腐植酸的影响。实验得到的氨氮吸附容量和去除效率结果表明,中性环境中沸石对氨氮的去除效果最好,铁离子及腐植酸与氨氮竞争吸附沸石位点,抑制沸石对氨氮的吸附。同时,通过土柱实验研究了氨氮在沸石柱中的运移,并引入基于截断单边稳定分布概率密度的输运模型(TOSD)来描述该过程,通过模拟参数表征了氨氮在沸石柱中的运移特性。结果表明,吸附作用和速率受限的质量交换对沸石中氨氮的运移发挥了主导作用。

关键词：天然沸石氨氮批量吸附实验土柱实验 TOSD模型

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天然沸石改性方法及改性条件的研究

山东化工 2024年第5期53卷 41-42页

作者：霍俊梅唐山钢铁集团有限责任公司河钢股份有限公司唐山分公司河北唐山063016

通过对预处理后的天然斜发沸石进行HCl、NaCl、NH_(4)Cl、H_(2)SO_(4)、HDTMA、CH_(3)COOH、NaOH 7种不同方法改性,寻求最佳的改性方法,制得不同类型的改性沸石。实验结果表明,HDTMA改性后的沸石对重金属Cd^(2+)的去除率最高,因此选用HD... 详细信息

通过对预处理后的天然斜发沸石进行HCl、NaCl、NH_(4)Cl、H_(2)SO_(4)、HDTMA、CH_(3)COOH、NaOH 7种不同方法改性,寻求最佳的改性方法,制得不同类型的改性沸石。实验结果表明,HDTMA改性后的沸石对重金属Cd^(2+)的去除率最高,因此选用HDTMA作为改性剂制备改性沸石,同时研究了HDTMA改性剂溶液的浓度、浸泡时间、体积质量比、焙烧温度等影响改性沸石品质的潜在因素。得出最佳的改性沸石吸附剂的制备条件是:HDTMA溶液的质量浓度5 g/L,浸泡时间12 h,体积质量比10(mL∶g),最佳焙烧温度500℃。

关键词：环境工程学天然沸石改性方法改性条件重金属镉

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天然沸石定向合成A型分子筛及其脱氮性能

中国环境科学 2020年第2期40卷 623-630页

作者：孙彤郝瑞霞武旭源李嘉雯李鹏北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室北京100124

针对污水厂尾水深度脱氨问题,以河南巩义的天然沸石为起始原料,采用常压水热合成方法,选用4种不同的工艺方案合成A型分子筛,并对合成产物的吸附氨氮性能及其纯度、晶体结构、形貌特征、孔隙率等材料结构特征进行分析与表征,探讨天然沸... 详细信息

针对污水厂尾水深度脱氨问题,以河南巩义的天然沸石为起始原料,采用常压水热合成方法,选用4种不同的工艺方案合成A型分子筛,并对合成产物的吸附氨氮性能及其纯度、晶体结构、形貌特征、孔隙率等材料结构特征进行分析与表征,探讨天然沸石制备高效脱氨分子筛的合成方法.结果表明:与直接碱溶法制备硅源相比,碱熔融活化法对沸石原料硅的利用率较高,硅源纯化合成方案产物的氨氮吸附性能显著得到改善,平衡吸附量达20mg/g以上;其晶体形貌规整有序、杂质含量低、孔道通畅,有利于吸附扩散与传质过程.综合考虑硅源制备能耗、物耗及合成产物吸附性能,天然沸石合成A型分子筛适宜的工艺方案为碱溶纯化合成法.

关键词：天然沸石 A型分子筛水热合成吸附氨氮

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天然沸石对碱-硅酸反应的抑制及其机理

硅酸盐学报 2002年第6期30卷 669-674页

作者：封孝信冯乃谦河北理工学院材料工程系唐山063009 清华大学土木工程系北京100084

用高碱水泥和天然沸石制备了含沸石水泥,测定了其砂浆棒的膨胀率、可溶性碱量和有效碱量。用能谱分析(EDXA)测定了c-s-H凝胶的化学组成。讨论了总碱量、可溶性碱量和有效碱量与膨胀率的关系。结果显示,由碱硅酸反应(ASR)引起的膨胀与可... 详细信息

用高碱水泥和天然沸石制备了含沸石水泥,测定了其砂浆棒的膨胀率、可溶性碱量和有效碱量。用能谱分析(EDXA)测定了c-s-H凝胶的化学组成。讨论了总碱量、可溶性碱量和有效碱量与膨胀率的关系。结果显示,由碱硅酸反应(ASR)引起的膨胀与可溶性碱量和有效碱量之间有很好的关系。沸石主要通过离子交换和提高C-s-H凝胶对Na+和K+的吸收,使可溶性碱量和有效碱量降低,从而起到抑制ASR的作用。

关键词：天然沸石硅-硅酸反应抑制机理可溶性碱有效碱水泥