煤基固废制备纳米多孔材料研究进展
2021-05-03赵艾靖谭恺祺
煤质技术 2021年2期
关键词:沸石
赵艾靖,袁 宁,黄 麒,谭恺祺
(中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083)
0 引 言
煤炭是我国重要的战略资源,其主要用于发电、炼焦及煤化工等领域,同时伴随产生大量的包括粉煤灰、煤矸石、气化渣等煤基固体废弃物[1]。大量的煤基固废长期侵占土地、破坏环境,因而全面推进煤基固废的资源化利用已成为煤电化工业可持续发展的重要途径。目前,煤基固废资源化利用的主要领域包涵建筑材料、土壤改良以及化工提取等[2-3]。我国在利用煤基固废制备纳米多孔材料方面尽管起步较早,但目前仍未实现工业化。
纳孔材料是1种由相互贯通或封闭的纳米尺寸孔洞构成网络结构的多孔材料。按照国际纯粹与应用化学联合会(International Union for Pure and Applied Chemistry)定义,按照孔径大小的不同,多孔材料可以分为微孔(孔径小于2 nm)材料、介孔(孔径2 nm~50 nm)材料和大孔(孔径大于50 nm)材料,所谓纳孔材料主要指微孔和介孔材料[4]。目前在纳米多孔材料中,硅基材料占据重要地位。在硅基材料中引入纳孔结构的方法已较成熟,但由于原材料相对昂贵,使得越来越多的研究者利用各种价格低廉的原料来制备此类材料。煤基固废中的粉煤灰、煤矸石、气化渣等通常具有较高的硅铝含量,SiO2和Al2O3质量占比可达60%~90%,为煤基固废制备硅基和铝基纳孔材料提供理论依据。利用煤基工矿废弃物来制备分子筛,不仅可高效利用其中廉价的硅源和铝源以降低合成成本,还可以减少污染与浪费,提高经济效益。
自Höller等……
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