粉煤灰制备13X分子筛及VOCs吸附性能研究

粉煤灰属于大宗工业固废,极大地危害着自然环境和人类的身心健康,如何高效高值化利用粉煤灰是目前面临的科学和技术问题.挥发性有机物(VOCs)是具有挥发性的有机污染物,对人体有"三致"作用.分子筛因其独特的孔结构,具有优良的离子交换、催化和吸附性能,在众多领域得到广泛应用.采用碱熔活化结合水热合成法利用粉煤灰制备13X分子筛,分析了硅铝比、碱度、晶化时间因素对制备分子筛的影响,考察了VOCs吸附性能并与活性炭对比分析.利用XRD、SEM和BET手段对分子筛晶型、比表面积和孔径等结构进行表征,结果表明:13X分子筛结晶度好且纯度高,粒径为1～3μm分布基本均匀,BET比表面积达到990.3 m2/g,总孔容约为0.72 cm3/g,平均孔径为1.1 nm;母液硅铝比影响分子筛合成类型;提高碱度可以加快晶化速率,缩短晶化时间,促进硅酸盐离子与铝酸盐离子的缩聚反应;分子筛在晶化阶段生长较快.通过13X分子筛和煤基颗粒活性炭对VOCs吸附性能对比试验发现,13X分子筛VOCs吸附容量高于活性炭,且VOCs分子极性越大,吸附容量越高.研究不仅可达到固废和废气之间"以废治废,变废为宝"的目的,同时还为低成本高效合成沸石分子筛提供思路,提高大宗固废的利用率,探究的分子筛合成条件又为分子筛的工业应用提供技术和理论支撑.