沸石增強型地聚合材料對鍶、鈷、銫吸附性能及機理的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，在給人類社會帶來巨大經(jīng)濟效益的同時，也給環(huán)境帶來了污染，嚴重威脅到人們生存和生活質(zhì)量。如何維持經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展已成為亟待解決的世界難題，因此，世界各國科學家開始致力于開發(fā)清潔環(huán)保、可持續(xù)利用的能源和材料來維持人類社會的可持續(xù)發(fā)展。
　　 地聚合材料是近年開發(fā)出來的一種新型無機膠凝材料，其原料來源廣泛、廉價，合成工藝簡單、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、和有機高聚物的優(yōu)良性能，在高強材料、固核固廢材料和耐高溫材料等方面具有廣闊的應用前景，因而受到世界各國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型地聚合材料，探討了不同制備因素對材料力學性能的影響，并采用正交試驗優(yōu)化了合成工藝，采用FT-IR、XRD和SEM-EDS等手段對材料進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、文章重點研究了該材料對模擬核素離子的吸附性能與吸附機理。
　　 在材料制備過程中，采用熱固化工藝可提高粉煤灰活性，當粉煤灰的摻量為50％，材料的抗壓強度最高。通過正交試驗直觀分析和方差分析可知，不同工藝因素對材料的影響不同，其中氫氧化鈉溶液濃度對材料抗壓強度有顯著影響，蒸養(yǎng)時間對材料的強度影響最小。研究表明：水熱合成法制備的沸石增強型地聚合材料主要產(chǎn)物為無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，產(chǎn)物為無定形的鋁硅酸鹽，氫氧化鈉濃度為8～10mol.L-1時主要產(chǎn)物為無定形的鋁硅酸鹽和鈉沸石，濃度為12mol．L-1時，沸石相為羥基方鈉石；低溫和短時間蒸養(yǎng)有利于生成八面沸石和鈉沸石，高溫和長時間蒸養(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)實驗法研究了吸附時間、溶液濃度、溶液pH值等因素對材料吸附性能的影響，對鍶鈷銫在不同樣

5、品中的吸附能力和吸附效果進行了比較與評價，并對吸附過程進行了動力學模擬和吸附機理進行了探討。研究表明：沸石增強型地聚合材料對Sr2+、Co2+和Cs+三種離子具有良好的吸附能力，其中對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。吸附動力曲線表明：在低濃度下，材料對Sr2+、Co2+和Cs+的吸附過程主要為化學吸附，符合一級反應動力學模型；在高濃度下，材料對離子的吸附過程比較復雜，吸