以粉煤灰為原料,采用傳統(tǒng)水熱方法制備的沸石除磷性能有限,且存在廢堿液排放的問題。對此,本文首次提出了在傳統(tǒng)水熱方法基礎(chǔ)上用氯氧化鋯中和合成沸石過程中產(chǎn)生的廢堿液,得到沸石/水合氧化鋯復(fù)合吸附劑（簡稱鋯沸石）的改進方法。鋯沸石的比表面積為1.931×105m2·kg-1,是沸石的近7倍。鋯沸石的XRD衍射峰數(shù)量和位置與沸石相同,證明鋯沸石中的水合氧化鋯為無定形。鋯沸石對磷的Langmuir最大吸附量為22.62 mg·g-1。吸附動力學(xué)實驗結(jié)果表明,鋯沸石對磷的吸附速率呈先快后慢的趨勢。鋯沸石對磷的吸附隨pH上升而減少。水中常見的陰離子Cl-、NO-3不會對其除磷效果產(chǎn)生明顯影響,而HCO2-3會通過提高溶液pH值明顯降低吸附量。因此,以粉煤灰為原料,采用改進的合成方法制備鋯沸石可獲得除磷效果大幅提高的新型吸附劑。 

【文章來源】：環(huán)境工程學(xué)報. 2017,11(02)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

粉煤灰(a)沸石(b)及鋯沸石(c)的XＲD圖譜，Q、M、P分別為石英、莫來石和NaP1沸石1，

水熱反應(yīng)后，粉煤灰中的硅及鋁的氧化物至少大部分轉(zhuǎn)化為以硅氧四面體和鋁氧八面體為骨架的沸石，而CaO、Fe2O3和MgO等含量變化不大，作為非沸石成分保留在沸石中［7-11］。此外，由于水熱反應(yīng)采用了氫氧化鈉溶液，鈉離子以交換性離子的形式被沸石保持，因此，沸石中Na含量較粉煤灰有所增加，形成Na型沸石。在鋯沸石中，出現(xiàn)了25.54%的氧化鋯，這顯然是用ZrOCl2中和沸石/廢堿液混合物時形成了水合氧化鋯的緣故。鋯沸石中硅，鋁等氧化物含量的下降，應(yīng)當主要是ZrO2含量的升高引起的“稀釋”作用。圖2粉煤灰、沸石以及鋯沸石(從左到右)的掃描電鏡照片F(xiàn)ig．2SEMimageofcoalflyash，zeoliteandZHZO(fromlefttoright)粉煤灰、沸石以及鋯沸石的掃描電鏡照片如圖2所示。粉煤灰為球狀顆粒，具有光滑的表面。704

第2期林麗丹等:沸石/水合氧化鋯吸附水中的磷經(jīng)水熱反應(yīng)后，顆粒表面變得粗糙，這是由于表面形成了沸石結(jié)晶的緣故。從鋯沸石的掃描電鏡照片可以看出，沸石顆粒被絮狀物所包裹。結(jié)合XＲD的結(jié)果可以判定這些絮狀物為無定形水合氧化鋯。圖3沸石(菱形)和鋯沸石(圓點)的吸附等溫線Fig．3Adsorptionisothermofzeolite(diamond)andZHZO(dot)2.2等溫吸附線沸石和鋯沸石對磷的吸附等溫線如圖3所示。將吸附等溫線的數(shù)據(jù)用Langmuir和Freundlich模型進行擬合，結(jié)果見表2。兩吸附模型的表達式如下:CeQe=CeQmax+1KL×QmaxlgQe=1nlgCe+lgKF式中:KL是Langmuir常數(shù)(mg－1)，Qmax是根據(jù)Lang-muir方程計算出的最大吸附量(mg·g－1)，KF是Freundlich常數(shù)(mg·g－1)。表2等溫吸附線的擬合結(jié)果Table2Fittingresultofisotherm材料LangmuirQmax/(mg·g－1)KL/(mg－1)Ｒ2FreundlichKF/(mg·g－1)1/nＲ2沸石7.920.0060.9930.3310.7520.99鋯沸石22.620.1050.9951.9870.2870.960結(jié)果表明，沸石和鋯沸石對磷的吸附等溫線更符合Langmuir模型，相關(guān)系數(shù)達到0.993和0.995。根據(jù)Langmuir模型計算的結(jié)果，鋯沸石對磷的最大吸附量為22.62mg·g－1，是沸石(7.92mg·g－1)的2.85倍。通過ZrOCl2溶液中和沸石合成過程中產(chǎn)生的廢堿液，增加了氧化鋯的含量，改善了材料對于磷的吸附性能。值得注意的是，沸石的吸附等溫線在平衡濃度較低時上升緩慢，說明其對低濃度磷的去除效果并不令人滿意;而鋯沸石的吸附等溫線在平衡濃度較低時呈現(xiàn)近乎垂直的增加，對濃度在10mg·L－1以下的進水具有90%以上的去除效果。現(xiàn)有城市污水廠二級出水和農(nóng)業(yè)面源產(chǎn)生的低污

【參考文獻】：
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