论文部分内容阅读
高岭土作为天然硅铝酸盐矿物，在我国储量十分丰富。本论文采用高岭土进行煅烧制备偏高岭土，然后将偏高岭土采用水热合成过程中添加铝源的方式合成4A型分子筛。其工艺流程简单，具有扩大规模生产的可能性。本研究在绿色环保、高岭土深加工、降低分子筛制备成本、拓宽分子筛应用范围等方面考虑都具有重大的工业实用价值。在煅烧实验过程中，利用单因素实验法确定最佳煅烧温度为800℃，最佳煅烧时间为2h。通过差示扫描量热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析测试手段对煅烧后的高岭土进行了物相、结构、形貌的分析，结果表明高岭土经过煅烧后得到了白度较高、杂质含量较少、颗粒较小、具有较高反应活性的偏高岭土。水热合成过程中，用单因素实验法确定了最佳工艺条件：n(SiO2)/n(Al2O3)=1.9；n(Na2O)/n(Al2O3)=2.4；n(H2O)/n(Na2O)=50；碱化温度为50℃；碱化时间为3h；结晶温度为90℃；结晶时间为6h。对在优化实验条件下合成的样品进行性能测试和结构表征，结果表明本论文合成出的4A分子筛各项性能指标符合国家标准：PH值为10.6、灼烧失重为22%、静态饱和吸水量为21%、钙离子吸附含量高达335mg/g(CaCO3)。样品经过DSC、XRD、FT-IR、SEM等分析后得出：样品含有沸石水结构，热稳定性较好，耐热温度达800℃，是纯度和结晶度都较高的4A分子筛，其晶体形状为立方形，且晶体生长完好，晶粒较小，粒度分布较均匀。最后讨论不同条件对4A分子筛对钙离子吸附的影响，研究表明，在Ca2+初始浓度为0.15mol/L的100ml溶液中，4A分子筛用量1g，pH值为10，温度为40℃，时间为60min的条件下，4A分子筛对Ca2+吸附容量达到172mg/g。在pH值固定的条件下，4A分子筛对钙离子的吸附符合Langmuir等温模型。