碱处理对河北围场天然沸石结构和性能的影响及其机理研究
2021-05-26郭慧东于佳乐于开宁
王 程,郭慧东,于佳乐,冯 锴,于开宁,李 艳
(1.陕西科技大学 材料科学与工程学院 陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室,陕西 西安 710021; 2.河北地质大学 河北省高校生态环境地质应用技术研发中心,河北 石家庄 050031;3.河北地质大学 宝石与材料工艺学院,河北 石家庄 050031)
沸石是一种含水多孔铝硅酸盐矿物,具有丰富的孔道结构、高的比表面积、良好的热稳定性、优异的吸附、催化和离子交换等性能,目前已被广泛应用于石油石化、日用轻工、土壤修复、环境保护等诸多领域,在国民经济发展中具有非常重要的作用。尽管自然界已发现40余种天然沸石,但受自身结构和成矿条件等的影响,一些关键性能指标无法满足工业化应用的要求,为此,人们利用水热法制备了性能优异的沸石材料并在诸多领域得到了应用,截至目前,人工沸石的种类已达几百种。然而,人工沸石复杂的制备工艺和昂贵的原材料导致其成本较高,限制了其广泛应用。近来,人们开始利用酸碱处理(Garcia-Basabeetal., 2010; Ates and Hardacre, 2012; Ates, 2014; Wangetal., 2017a)、有机修饰(Jinetal., 2008; Wangetal., 2018)、纳米离子组装(Sunetal., 2015; Wangetal., 2015)等手段对天然沸石进行处理或功能化改性等,有效提升或拓展了其诸多性能,从而大大促进了天然沸石在环境保护等领域中的实际应用。
我国河北围场地区拥有储量丰富的天然沸石资源(柳婷婷等, 2011),具有广阔的开发利用前景。然而,目前关于围场地区沸石的研究较少(王程等, 2019),从而使得该地区沸石资源的开发利用缺乏理论指导。本研究利用NaOH对围场地区的天然沸石进行处理,研究碱处理对天然沸石结构、亲水性和离子交换性能的影响并阐明其影响机理,以期为该地区沸石资源的开发利用提供一定的理论和技术支持。……
