微波改造沸石環(huán)境材料的表征與脫氮效果

通過添加不同類型助劑對天然沸石進(jìn)行微波改造制備環(huán)境材料,并研究其對再生水中氨氮的去除效果.研究發(fā)現(xiàn),相同的改造條件下,不同助劑的微波沸石對氨氮的去除效果順序為:乙i酸鈉微波沸石Na Cl微波沸石SDS微波沸石CTMAB微波沸石單獨微波沸石原沸石.孔徑測試結(jié)果顯示微波沸石的總孔體積、孔徑數(shù)量、比表面積均有所提高.通過 SEM,XRD等手段對微波改造前后的沸石表征,微波改造過程中助劑的加入使沸石顆粒表面松散度有不同程度的提高,出現(xiàn)了更多的孔道,主衍射峰強度有所減弱,沸石吸附性能提高.

微波是一種頻率在300 MHz~300 GHz的電磁波,其具有熱效應(yīng),與常規(guī)的加熱方式不同,微波加熱能在不同的深度同時產(chǎn)生熱效應(yīng),使得加熱快速均勻,縮短加熱時間,改善加熱質(zhì)量,并且節(jié)約能源.天然沸石是一種具有巨大的比表面積、規(guī)整的孔道結(jié)構(gòu)、可控酸位及酸密度等獨i特物理化學(xué)性質(zhì)的結(jié)晶型硅鋁酸鹽.其孔道內(nèi)可能包含某些雜質(zhì),如金屬陽離子、水分等,使得其吸附性能有所降低,因而可通過對天然沸石進(jìn)行改造以擴寬其孔道,增加其吸附性能.常用的改性方法有熱改性、酸堿改性、鹽改性,但都主要集中在改性方法對脫氮除磷效果方面的研究,很少提到微波改性影響沸石結(jié)構(gòu)與其吸附能力方面的關(guān)系。

天然沸石的其他營養(yǎng)效應(yīng)

由于沸石含有多種鹽基離子,土壤施用沸石后對土壤養(yǎng)分和作物生長都有不同程度的影響。土壤全氮及有機質(zhì)一般提高1%~5%,有效態(tài)養(yǎng)分則差異明顯,堿解氮、有效磷、有效鉀和有效硅均顯著提髙。這是因為除了沸石具有保氮釋磷的作用之外,還與沸石中全鉀含量較高有關(guān)。

一般沸石全鉀含量在3%~5%之間,而可溶性鉀占了全鉀的一半,這種鉀絕大部分能被植物吸收。另外,由于沸石中含有較多的Ca2 和Mg2 等離子,這些離子可以提供作物有效養(yǎng)分,還可促進(jìn)作物對磷的吸收。沸石中微量元素含量也較高。

沸石的施用對各種作物生長都有不同程度的促進(jìn)作用。小麥和玉米施用沸石后,能提早出苗1~2d,提早成熟3~5d;胡蘿卜施用沸石后,除增產(chǎn)外,還能提高P胡蘿卜素的含量;沸石對大豆有蹲苗和壯苗的作用,促進(jìn)大豆根瘤的形成,同時能有效控制大豆落花、落莢,提高大豆蛋白質(zhì)的含量;

分子篩(又稱合成沸石)是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體。主要用于氣體提煉與凈化、石化、制冷、汽車、建筑玻璃、、油漆涂料 、包裝等領(lǐng)域。分子篩有很大的比表面積，達(dá)300～1000m2/g，內(nèi)晶表面高度極化，為一類吸附劑，也是一類固體酸，表面有很高的酸濃度與酸強度，能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。因分子篩具有這樣的性質(zhì)，所以儲存一直是廠家關(guān)心的問題，那么在儲存應(yīng)注意哪些方面呢?

1.分子篩極易吸濕。保存時不應(yīng)直接暴露在空氣中，應(yīng)放置于干燥處。存放時間較長的并已經(jīng)吸潮的分子篩，在使用前應(yīng)進(jìn)行再生。

2.分子篩忌油及液態(tài)的水。油能堵塞分子篩的孔穴。特別是再生時，有可能使油份碳化，造成孔穴的堵塞。對含有油份的氣體，應(yīng)先將油氣，油水分離后，再進(jìn)行分子篩塔。由于分子篩在吸附水分時的熱量放出，液態(tài)水直接與分子篩接觸會有大量的熱放出。可能發(fā)生危險，或破壞分子篩的性能。

3.帶壓工作的分子篩塔在進(jìn)行再生切換時，應(yīng)緩慢地將塔的內(nèi)壓降下來，如速度太快，可能導(dǎo)致分子篩顆粒破碎粉化。再生溫度越高，則再生越安全，但同時再生的能量消耗也越大，且分子篩的壽命也可能因此而縮短。因此再生溫度在200-350°C間較適宜。再生溫度一般不應(yīng)超過600°C，否則分子篩可能喪失活性。