粉煤灰综合利用
FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION
2014NO.3 综述
粉煤灰沸石水热合成方法的影响因素研究
StudyonInfluencing Factors of FlyAshHydrothermal Synthesis Method
邓慧，郭畅，毕欣
（辽宁石油化工大学化学化工环境学部，辽宁抚顺，113001）
摘要：水热合成法是粉煤灰沸石碱性合成的主要方法，是将粉煤灰与碱溶液（NaOH或KOH)按一定比例混合，在一定温度下老化一段时间，经过搅拌、晶化、过滤后得到沸石。本文介绍了粉煤灰水热合成沸石的反应机理，并综述了水热合成法及各种衔生方法的影响因素，如粉煤灰的组成、碱的作用、高温缎烧的作用、微波辐射的作用和搅拌的作用。
关键词：水热合成法；粉煤灰；沸石；影响因素
中图分类号：TQ649.4+5
文献标识码：B
文章编号：10058249(2014)03-005304
水热合成方法是粉煤灰碱性合成沸石的主要方法。传统水热法的基本过程为：将粉煤灰与适当浓度的碱液（NaOH或KOH)混合，一定温度下老化一定时间，经过搅拌、晶化、过滤后得到沸石【1-3]。传统的步水热法产率低、能耗高、副产品多[4]，两步法5]、微波辅助法[6】、晶种法(7]和高温熔融水热法["]均属于水热合成法的衍生方法。两步法在两次水热过程中间通过添加硅盐、铝盐调节产品中的硅铝比例，提高沸石的产率和纯度；微波辅助法用微波加热法代替传统的油浴或电加热方法，缩短了晶化时间，缩小了颗粒粒径。晶种法将天然沸石或现有沸石样品加人到粉煤灰和碱性试剂混合物中诱导特定类型的沸石生成，提高沸石纯度。高温熔融水热法是在水热法的操作步骤之前增加粉煤灰的高温熔融步骤来提高沸石纯度。
N.Murayama等[9]认为粉煤灰水热合成沸石的过称包括：(1)粉煤灰中Si*和AI*的溶解释放；(2)碱液中硅铝浓缩并形成硅铝凝胶；（3）硅铝凝胶在一定条件下晶化形成沸石。Marion等[io]进一步提出粉煤灰水热合成过程还应包含一个硅铝酸盐的分子重组过程，认为没有外加Si源时粉煤灰水热合成Na-P1型沸石的过称包括：（1)粉煤灰中AI源的释放和富Si的铝矽酸盐的形成；(2)粉煤灰中溶解的Si相与AI相的
第一作者：邓慧（1979.6~），讲师，博士，研究方向：环境化工
收稿日期：2013-11-14 方方数据
进一步沉积，导致潜液中S/AI失衡，涉及到不定型固体的自组装过程；（3)与溶液体系亚稳态平衡相关，母液中的Si*和AI"浓度恒定；(4)只有无外加Si源时发生八面沸石结构向Na－P1型沸石结构的转变。因此，粉煤灰的组成、NaOH、搅拌、微波辐射及高温搬烧
作用均影响合成沸石的类型和性能。 1粉煤灰的组成
粉煤灰的主要氧化物组成为SiO，和Al,O,，两者的总含量接近或者超过60%，因此在碱性活化方法中作为硅铝源。水热合成法首先是从碱性激发剂促使粉煤灰中的硅铝相结构解体，溶解出SiO，和Al,O，开始的，因此硅铝源中的SiO,/Al,O，对硅铝凝胶形成有重要影响，进而影响合成沸石的结构。低Si/Al体系中低聚态的硅铝酸盐形成速度很快，高Si/AI体系的反应体系中首先发生硅铝单体之间的快速缩聚，进而发生硅酸盐单体之间的缓慢缩聚["】Chindaprasirt等[12] 发现提高体系中的硅、铝含量均可以缩短凝胶的形成时间。H.Kazemian等(13)利用高硅的粉煤灰（SiO,/ Al,0,=2.2~5.28）于120°C下水热晶化4h得到Na-P1型沸石。如图1,H.Tanakal14]等发现采用NaOH-NaAlO,体系改性粉煤灰时，1.0≤SiO,/Al,O,≤2.0得到Na-A型单相沸石,2.5≤SiO,/AlO,时得到Na-X 型沸石且结晶度随Si/AI的增加而增加，而Na-A型沸
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