沸石增強(qiáng)型地聚合材料對(duì)鍶、鈷、銫吸附性能及機(jī)理的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，在給人類社會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也給環(huán)境帶來(lái)了污染，嚴(yán)重威脅到人們生存和生活質(zhì)量。如何維持經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展已成為亟待解決的世界難題，因此，世界各國(guó)科學(xué)家開(kāi)始致力于開(kāi)發(fā)清潔環(huán)保、可持續(xù)利用的能源和材料來(lái)維持人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。
　　 地聚合材料是近年開(kāi)發(fā)出來(lái)的一種新型無(wú)機(jī)膠凝材料，其原料來(lái)源廣泛、廉價(jià)，合成工藝簡(jiǎn)單、能耗低、環(huán)境污染小，是一種“綠色環(huán)保材料”，由于其特殊的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兼具有水泥、陶瓷

2、和有機(jī)高聚物的優(yōu)良性能，在高強(qiáng)材料、固核固廢材料和耐高溫材料等方面具有廣闊的應(yīng)用前景，因而受到世界各國(guó)材料工作者的廣泛關(guān)注。
　　 本文以偏高嶺土和粉煤灰為原料，以氫氧化鈉為激發(fā)劑，采用水熱合成法制備了沸石增強(qiáng)型地聚合材料，探討了不同制備因素對(duì)材料力學(xué)性能的影響，并采用正交試驗(yàn)優(yōu)化了合成工藝，采用FT-IR、XRD和SEM-EDS等手段對(duì)材料進(jìn)行了物相組成和微觀形貌分析，由于材料含有具有良好吸附性能和離子交換性能的沸石相，因此，

3、文章重點(diǎn)研究了該材料對(duì)模擬核素離子的吸附性能與吸附機(jī)理。
　　 在材料制備過(guò)程中，采用熱固化工藝可提高粉煤灰活性，當(dāng)粉煤灰的摻量為50％，材料的抗壓強(qiáng)度最高。通過(guò)正交試驗(yàn)直觀分析和方差分析可知，不同工藝因素對(duì)材料的影響不同，其中氫氧化鈉溶液濃度對(duì)材料抗壓強(qiáng)度有顯著影響，蒸養(yǎng)時(shí)間對(duì)材料的強(qiáng)度影響最小。研究表明：水熱合成法制備的沸石增強(qiáng)型地聚合材料主要產(chǎn)物為無(wú)定形的硅鋁酸鹽及沸石相，隨著合成工藝條件的改變生成的沸石類型不同，沸石類型

4、的生成主要受氫氧化鈉濃度和蒸養(yǎng)溫度的影響。氫氧化鈉濃度為6mol.L-1時(shí)，產(chǎn)物為無(wú)定形的鋁硅酸鹽，氫氧化鈉濃度為8～10mol.L-1時(shí)主要產(chǎn)物為無(wú)定形的鋁硅酸鹽和鈉沸石，濃度為12mol．L-1時(shí)，沸石相為羥基方鈉石；低溫和短時(shí)間蒸養(yǎng)有利于生成八面沸石和鈉沸石，高溫和長(zhǎng)時(shí)間蒸養(yǎng)則有利于生成NaPl型沸石、A沸石和方沸石。
　　 文章采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)法研究了吸附時(shí)間、溶液濃度、溶液pH值等因素對(duì)材料吸附性能的影響，對(duì)鍶鈷銫在不同樣

5、品中的吸附能力和吸附效果進(jìn)行了比較與評(píng)價(jià)，并對(duì)吸附過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)模擬和吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。研究表明：沸石增強(qiáng)型地聚合材料對(duì)Sr2+、Co2+和Cs+三種離子具有良好的吸附能力，其中對(duì)銫離子的吸附能力明顯大于鍶離子和鈷離子，吸附量主要受溶液初始濃度、溶液pH值及樣品中沸石類型的影響。吸附動(dòng)力曲線表明：在低濃度下，材料對(duì)Sr2+、Co2+和Cs+的吸附過(guò)程主要為化學(xué)吸附，符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型；在高濃度下，材料對(duì)離子的吸附過(guò)程比較復(fù)雜，吸