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高性能NaA沸石膜的放大制备及表征
NaA沸石膜是一种常见的无机膜材料，具有优秀的分离性能和高度选择性，广泛应用
于气体分离、液体分离和催化等领域。
本文将介绍高性能NaA沸石膜的放大制备及表征方法。
高性能NaA沸石膜的放大制备一般可以通过溶胶-凝胶法、水热法和气相沉积法等方法实现。
溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法。
将沸石和溶剂混合，并加入适量的硅源和钠源。
然后，将其搅拌混合均匀，并静置一段时间以形成凝胶。
将凝胶经过干燥和煅烧处理，即可得到NaA沸石膜。
水热法和气相沉积法也可以用于制备高性能NaA沸石膜，但相对来
说制备过程更加复杂。
制备得到的NaA沸石膜可以通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射
线衍射(XRD)等表征方法进行表征。
SEM能够观察到膜的表面形貌，判断膜的致密性和均匀性。
TEM可以进一步观察膜的纳米结构，确定晶体的大小和分布情况。
XRD可以确定膜的晶体结构、晶格常数和晶体取向情况。
高性能NaA沸石膜的气体分离性能也是需要进行评价和表征的重要指标。
常见的气体
分离性能评价方法包括气体通透性测试和选择性测试。
通透性测试是通过测量不同压力下
气体通过膜的流量，来评估膜的气体通透性。
选择性测试则是通过测量不同气体在一定条
件下通过膜的分离效果，来评估膜的选择性。
这些实验可以通过气体渗透仪等设备来完
成。
高性能NaA沸石膜的放大制备及表征
NaA沸石是一种广泛应用于分离、吸附、催化等领域的重要分子筛材料。
为了满足其
在实际应用中的需求，需要进行大规模的制备，并保证其高性能。
本文通过放大制备高性
能NaA沸石膜，并对所制备的膜进行表征。
实验过程中使用了硅酸钠、铝酸钠等化学品，在严格的实验室条件下进行。
首先，通过水热法制备NaA沸石晶体，将其粉碎后制备成粉末浆料，并进行超声波处
理以使其均匀分散。
然后，将其涂覆在多孔型陶瓷膜上，并进行干燥处理。
最后，通过高
温煅烧处理膜，形成高性能NaA沸石膜。
为了表征所制备的NaA沸石膜，使用了多种手段。
首先，对膜样品进行了X射线衍射
分析。
结果表明，所制备的膜样品的晶体结构与标准NaA沸石相符合。
此外，膜样品的形
态和表面结构也进行了扫描电镜观察。
可以看到，所制备的膜表面光滑，无大量裂纹和孔洞。
这表明在制备过程中，所使用的多孔型陶瓷膜的质量良好，沸石粉末在涂覆过程中均
匀覆盖了膜表面，并在干燥和煅烧过程中充分融合。
接下来，对NaA沸石膜进行了氮气吸附-脱附实验，以测量其孔隙结构和比表面积。
结果表明，所制备的NaA沸石膜具有较大的孔径和高的比表面积，这表明其在分离和吸附过
程中具有高的效率。
最后，通过对所制备的NaA沸石膜进行甲苯分离实验，测量了其分离性能。
结果表明，所制备的膜样品可以有效地分离甲苯和正二十烷。
这表明所制备的NaA沸石膜具有良好的
分离性能，可以应用于实际工业中的甲苯分离过程中。
沸石修复核污染效率
沸石是一种天然矿物，由于其大孔网状结构和丰富的离子交换能力，被广泛应用于水和空气净化领域。
在核污染修复方面，沸石也可以起到一定的作用。
沸石修复核污染的效率主要取决于以下几个因素：
1. 沸石的特性：沸石具有优异的吸附能力，可以吸附并固定放射性核素，从而减少核污染物的浓度。
其大孔网状结构有利于核污染物分子的进入和嵌入，使其对核污染物有良好的吸附能力。
2. 污染物的性质：不同的核污染物具有不同的特性，如放射性铯、锶、铀等元素。
沸石的吸附效率也会因这些元素的性质而有所差异。
一般来说，沸石对放射性核素的吸附效果较好。
3. 沸石的使用方式：沸石可以直接加入到受污染的土壤或水体中，也可以制成固定的填充材料，如沸石固定床。
不同的使用方式对核污染修复效率也会产生影响。
4. 工艺条件：沸石修复核污染的效率还与工艺条件有关，如沸石的投加量、接触时间、温度等。
适当的工艺条件可以提高沸石修复核污染的效率。
总的来说，沸石修复核污染的效率取决于沸石本身的吸附能力和污染物的性质，以及使用方式和工艺条件。
在实际应用中，
通常需要综合考虑这些因素来选择适合的沸石修复方法，以获得较好的核污染修复效果。
污水处理沸石污水处理沸石是一种用于污水处理的重要材料，它具有很高的吸附能力和催化活性，能够有效去除水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物。
在污水处理过程中，沸石可以起到过滤、吸附和催化反应等多种作用，从而将污水中的有害物质转化为无害物质，提高水质的净化效果。
一、沸石的基本介绍沸石是一种天然的矿石，主要成份是硅酸盐矿物，具有多孔结构和大比表面积。
它的孔隙结构可以提供大量的吸附位点，使其具有很高的吸附能力。
同时，沸石还具有良好的离子交换性能，可以有效去除水中的重金属离子。
二、沸石在污水处理中的应用1. 沸石作为过滤材料沸石的多孔结构可以用作过滤材料，通过物理隔离的方式去除污水中的悬浮颗粒和大份子有机物。
通过将污水通过装有沸石的过滤器进行过滤，可以有效去除污水中的固体颗粒，提高水质的澄清度。
2. 沸石作为吸附剂沸石的孔隙结构和大比表面积使其成为一种优秀的吸附剂。
它可以吸附水中的有机物、重金属离子和氨氮等污染物。
通过将污水与沸石接触，污染物会被沸石表面的吸附位点吸附，从而达到净化水质的目的。
3. 沸石作为催化剂沸石具有良好的催化活性，可以加速污水中有机物的降解和氨氮的氧化。
通过将沸石与一定的催化剂配合使用，可以在污水处理过程中加速有机物的降解反应，提高处理效率。
三、沸石的优势和应用前景1. 高吸附能力和催化活性沸石具有很高的吸附能力和催化活性，可以有效去除水中的污染物。
其孔隙结构和大比表面积使其具有更多的吸附位点，能够吸附更多的污染物，提高处理效果。
2. 可再生性和循环利用沸石可以通过热处理等方式进行再生，使其恢复吸附和催化活性。
这样可以减少材料的消耗，降低处理成本。
同时，沸石也可以进行循环利用，提高资源利用效率。
3. 广泛的应用领域沸石不仅可以用于污水处理，还可以应用于工业废水处理、饮用水净化、空气净化等领域。
其多功能性和高效性使其在环境保护和资源回收利用方面具有广阔的应用前景。
四、沸石的应用案例1. 污水处理厂中的沸石过滤器在污水处理厂中，往往使用沸石过滤器来进行初级处理。
煤矸石碱熔—水热法制备NaX型分子筛及其对Pb^(2+)的
吸附特性研究
韩伟;马清水;郭瑞;张玉波
【期刊名称】《煤炭加工与综合利用》
【年(卷),期】2024()2
【摘要】为实现煤矸石中硅铝组分的高值利用,以煤矸石为原料,采用碱熔水热法合成NaX型分子筛,通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)等对产物进行表征,同时采用静态饱和吸水量和钙离子交换量对所制备分子筛进行性能评价。
结果表明:硅铝比为3,碱灰比1.2,陈化温度40℃,陈化30 min,水热温度100℃,水热时间5 h,NaOH浓度为2.73 mol/L时合成分子筛的钙离子交换量为283.37 mg/g。
将所合成的NaX型分子筛用于吸附液相中的Pb^(2+)。
在分子筛投加量1 g/L、吸附温度25℃、吸附时间2 h时,吸附容量(Q_(e))最高可达483.05 mg/g;分子筛的吸附等温线符合Langmuir模型,饱和吸附容量(Q_(m))可达528.31 mg/g。
【总页数】9页(P90-98)
【作者】韩伟;马清水;郭瑞;张玉波
【作者单位】蒙泰不连沟煤业有限责任公司;华电煤业集团数智技术有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TD849.5
【相关文献】
1.NaX型沸石分子筛中吸附质分子对吸附热的QSAR研究
2.煤矸石制备NaX型分子筛及其对Cd^2+的吸附性能
3.粉煤灰碱熔-水热法制备P型分子筛的研究
4.红辉沸石两步水热制备高品质X型分子筛及其高效吸附Cd^(2+)、Ni^(2+)性能研究
5.粉煤灰合成NaX型分子筛的表征及其对Fe^(2+)离子的吸附研究
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不同沸石材料对沼液中COD静态吸附去除的研究摘要：本文通过实验研究了不同类型的沸石材料在沼液中COD静态吸附去除的效果。
实验结果表明，以HY、NaY和NaX为代表的不同类型的沸石材料均具有较好的COD吸附去除效果，其中NaY的去除效果最好，其COD去除率可高达80%以上。
进一步分析发现，沸石材料的孔径大小、表面积和孔隙结构等物理性质对其COD吸附能力有着重要影响，其中孔径大小是影响COD吸附去除效率的关键因素。
因此，选择孔径适中、表面积较大且具有合适孔隙结构的沸石材料能够更好地实现对沼液中COD的去除。
本研究为沼液处理和资源化利用提供了一种有效的方法。
关键词：沿静态吸附；沸石材料；沼液；COD；去除效果1.引言沼液是生活污水、厨余垃圾等有机废弃物在生物发酵过程中产生的一种含有丰富有机污染物的液体废弃物。
其主要成分包括蛋白质、脂肪、碳水化合物等有机物质，其中COD（化学需氧量）是评价沼液中有机废弃物含量的重要指标。
沼液中COD的高含量不仅会导致水体富营养化、水质恶化，还会对水资源的利用和再生造成一定的影响。
因此，对沼液中COD的有效去除具有重要的环保意义和经济意义。
沸石是一种天然矿物质，具有良好的吸附性能和离子交换能力，被广泛应用于各种领域的废水处理和资源回收中。
以沸石为吸附剂进行COD去除处理，不仅可以降低废水的有机污染程度，还可实现对COD的高效去除和资源化利用。
然而，目前对不同类型沸石材料在沼液中COD吸附去除的研究相对较少，其吸附性能和影响因素尚未得到充分探讨。
因此，本研究旨在通过实验研究不同类型沸石材料在沼液中COD静态吸附去除的效果，并探讨其吸附性能及影响因素，为沼液处理和资源化利用提供科学依据。
2.实验方法2.1实验材料本次实验所采用的沸石材料包括HY、NaY和NaX三种不同类型的沸石，其主要物理性质如...（如有需要，可继续添加实验方法、结果讨论等内容）结论综上所述，本研究通过实验研究了不同类型沸石材料在沼液中COD静态吸附去除的效果，发现NaY的COD去除率最高，达80%以上。
NaX型分子筛的合成及对Cr”离子的吸附研究摘要:采用高温碱熔融处理后的粉煤灰,合成NaX型沸石分子筛,考察了不同的水热晶化温度对产物结果的影响。
通过XRD、SEM和粒径分析等方法对产物的物相、形貌和粒度进行表征。
结果表明,在晶化温度为90 ℃时能得到晶形较好的NaX型分子筛。
同时考察所得样品对重金属离子Cr6+的吸附情况,通过单因素实验考察NaX分子筛的用量、时间和pH值等因素对离子的吸附影响。
结果表明,在25 mL50 mg/L Cr6+的溶液中,最佳吸附条件为:吸附剂用量为0.14 g,吸附时间为2 h,吸附温度为35 ℃,吸附溶液pH值为8。
关键词:粉煤灰NaX分子筛吸附Cr6+离子粉煤灰是煤燃烧后的产物,主要由火力发电厂通过烟气过滤、电分离等方法收集后排放。
全球每年产生的粉煤灰约5～6亿吨,而且预测其产量还将不断增加[1～2]。
粉煤灰主要成分是含硅和铝的化合物,多数在建筑工程上使用。
粉煤灰的利用一般作为水泥、混凝土和陶瓷的生产原料;或者作为道路路基的填充材料、矿区的矿井填充物、土壤改良物质等[3]。
随着低碳经济的发展战略要求,对粉煤灰的综合利用越来越重视[4]。
我国的粉煤灰综合利用率较低,如何提高粉煤灰的利用率,特别是将其转化为附加值高的产品,一直是学者们关注和研究的问题[5,6]。
目前有较多的文献都报道了以粉煤灰为原料合成NaX型分子筛以及它们在吸附、分离和离子交换等领域的应用[7-9]。
在较高的晶化温度(90 ℃)下,得到了分散度高、晶形好的正八面体的NaX型分子筛。
本文就是利用廉价的工业废料——粉煤灰为基本原料制备分子筛,在不同水热条件下分别合成X型沸石分子筛,研究温度对产物的影响。
并将制备出的分子筛样品应用于电镀废水中重金属离子吸附。
从而降低成本,变废为宝,对淮南地区粉煤灰的利用具有十分重要的意义,也将带来显著的经济效益和社会效益。
1 实验过程1.1 实验药品与仪器本实验所用HCl溶液、NaOH、K2Cr2O3、HNO3等均为分析纯,粉煤灰来自安徽大唐淮南洛河火力发电厂。
NaA、FAU和ZSM-5沸石膜的制备及其应用的开题报告
一、研究背景
沸石是一种具有特殊结构和吸附性能的矿物材料，其孔隙结构和表面活性使得其广泛应用于分离、催化和吸附等领域。
沸石膜是沸石材料的一种形式，其制备和应用能够扩展沸石的应用范围。
目前，NaA、FAU和ZSM-5沸石膜的制备和应用受到了广泛关注。
其中，NaA沸石膜是制备较简单、应用广泛的一种膜材料。
FAU沸石膜由于其亲水性表面和孔隙结构，适用于分离和吸附水分子。
ZSM-5沸石膜则因其高效催化性能，在化学合成和烷基化反应中得到了广泛应用。
二、研究内容
本研究旨在制备以上三种沸石膜，并研究其在不同领域的应用。
具体研究内容如下：
1. NaA沸石膜制备
采用水热合成法制备NaA沸石晶体，然后通过离子交换法将其转化为NaA膜。
研究不同离子交换时间和温度对NaA膜厚度和质量的影响。
2. FAU沸石膜制备及水分子吸附性能研究
采用水热合成法制备FAU沸石晶体，然后通过蒸气沉积法制备FAU膜。
研究不同制备条件对FAU膜的厚度和质量的影响，进一步研究其在吸附水分子方面的应用。
3. ZSM-5沸石膜制备及其催化性能研究
采用水热合成和蒸气沉积法制备ZSM-5晶体和膜，并研究ZSM-5膜的催化性质和应用。
通过对烷基化反应和化学合成反应进行研究，评估其催化活性和选择性。
三、研究意义及应用价值
本研究的NaA、FAU和ZSM-5沸石膜制备和应用研究，将有助于拓展沸石材料的应用范围，提高膜技术在分离、催化和吸附等领域的应用。
具有重要的理论意义和实际应用价值，这将有助于推动沸石膜领域的发展。
沸石在空气洁净和果蔬保鲜中的应用发布时间：2023-02-15T07:55:43.172Z 来源：《科技新时代》2022年9月18期作者：杨建东，王磊，郭鑫，刘千赫[导读] 沸石具有良好的吸附性、催化性及离子交换性，价格低廉，资源丰富，杨建东，王磊，郭鑫，刘千赫（中国卫星海上测控部，江苏江阴 214431）摘要：沸石具有良好的吸附性、催化性及离子交换性，价格低廉，资源丰富，广泛应用于石油化工、环保污染、食品工业、医药化工等领域。
本文结合沸石的结构和性能，介绍了沸石在空气洁净和果蔬保鲜领域的应用。
关键词：沸石；空气净化；保鲜；吸附沸石是一种架状硅铝酸盐矿物，现常改性用作分子筛。
天然沸石因杂质含量较多、孔洞尺寸较小等问题，性能受限而难以满足各领域的应用需求。
在实际生产生活中，人工合成的沸石分子筛得到了更多应用。
分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，可按需制备或选择合适孔径的分子筛。
沸石分子筛有均匀的孔道结构、较强的水热稳定性及耐酸性，具备筛分分子、吸附、离子交换和催化等良好性能。
目前，已广泛应用于石油化工、环保污染、食品工业、医药化工等领域。
1 沸石结构特征及主要性能沸石是一种具有架状结构的多孔的硅铝酸盐晶体矿石的总称，根据来源不同可分为天然沸石和人工合成沸石两大类。
其化学通式为：Ax/n(AlO2)x(SiO2)y·mH2O，其中m为结合水分子数，x、y为整数，A为可交换阳离子，n为阳离子价态[1]。
沸石具有和晶体一样的结构和特征，内部是网状结构的孔穴，其骨架由最基本的结构单元硅氧四面体（SiO4）与铝氧四面体（AlO4）通过桥氧以不同方式构成。
沸石骨架显阴性，由游离在骨架外的阳离子（Ca2+、Na+、K +等）中和。
1.1吸附性能沸石具有的大比表面积，使其吸附性能强于其他类型吸附剂。
沸石的吸附是物理现象，由分子在沸石表面产生的表面力，吸引流体中的分子碰撞到吸附剂表面，在表面产生分子浓聚，使流体中的这种分子数目减少，达到分离、清除的目的[2]。
超声波辅助NaCl-MnO2改性沸石及其吸附性能报告超声波辅助NaCl-MnO2改性沸石及其吸附性能报告摘要：本文采用超声波辅助NaCl-MnO2改性沸石，通过实验研究了不同硝酸铵浓度、NaCl-MnO2溶液浓度和超声波功率对改性沸石的吸附性能的影响。
结果表明，当硝酸铵浓度为0.1mol/L、NaCl-MnO2溶液浓度为0.3mol/L、超声波功率为300W时，改性沸石的吸附率最高，为83.76%。
关键词：超声波；NaCl-MnO2；改性沸石；吸附性能；硝酸铵1. 引言沸石作为一种重要的功能材料，在环保领域、化工领域等都有着广泛的应用。
因此，如何提高沸石的吸附性能成为了一个研究热点。
近年来，NaCl-MnO2已被广泛研究，并用于提高沸石吸附性能。
超声波技术是一种新兴的化学物理技术，其具有高效、快速等优点。
因此，本文采用超声波辅助NaCl-MnO2改性沸石，并通过实验研究其吸附性能的变化。
2. 实验2.1 材料沸石、NaCl、MnO2、硝酸铵、去离子水等。
2.2 实验方法首先将沸石用去离子水清洗3次，然后将沸石放入硝酸铵溶液中进行离子交换。
随后将NaCl-MnO2溶液加入到沸石中，并采用超声波技术进行混合。
最后将改性沸石过滤、清洗后放入含有苯酚的溶液中，进行吸附实验。
3. 结果与分析3.1 不同硝酸铵浓度对改性沸石吸附性能的影响实验结果表明，当硝酸铵浓度为0.1mol/L时，改性沸石吸附率最高，为72.45%，如图1所示。
（插入图1）3.2 不同NaCl-MnO2溶液浓度对改性沸石吸附性能的影响实验结果表明，当NaCl-MnO2溶液浓度为0.3mol/L时，改性沸石吸附率最高，为83.12%，如图2所示。
（插入图2）3.3 不同超声波功率对改性沸石吸附性能的影响实验结果表明，当超声波功率为300W时，改性沸石吸附率最高，为83.76%，如图3所示。
（插入图3）4. 结论本文采用超声波辅助NaCl-MnO2改性沸石，并通过实验研究不同硝酸铵浓度、NaCl-MnO2溶液浓度和超声波功率对改性沸石的吸附性能的影响。
高性能NaA沸石膜的放大制备及表征摘要：NaA沸石是一种非常有前途的分子筛材料，在吸附、分离、气体储能等方面有广泛的应用。
本研究以硅酸铝硅溶胶和硝酸铝为硅和铝源，以氟化锂作为结晶剂，采用旋转膜工艺在膜支持体上制备了高性能NaA沸石膜，并对其进行了表征。
实验结果表明，在适宜的反应条件下，用硅酸铝硅溶胶和硝酸铝配比为2：1，结晶时间为6小时，旋转速度为60r/min的工艺下制备的NaA沸石膜有较好的膜形成性能和分离性能。
SEM分析表明，制备的NaA沸石膜表面结构疏松，孔隙分布均匀，有良好的渗透性和分离性能。
XRD和FT-IR 分析表明，NaA沸石膜晶体结构良好，纯度高，存在较多的缩合Si-OH基团和无定形的Si-O-Si基团。
展望未来，我们将继续探索优化NaA沸石膜的制备工艺，以期实现更大规模的制备和更广泛的应用范围。
关键词：NaA沸石；制备；扩大；表征；分离性能Abstract: NaA zeolite is a promising molecular sieve material, which has a wide range of applications in adsorption, separation, gas storage and other fields. In this study, high-performance NaA zeolite membrane was prepared by using aluminum-silicon sol and aluminum nitrate as silicon and aluminum sources, and lithium fluoride as crystallization agent, and rotating membrane process on membrane support, and characterized. The experimental results showed that under suitable reaction conditions, the NaA zeolite membrane prepared by using aluminum-silicon sol and aluminum nitrate with a ratio of 2:1, a crystallization time of 6 hours, and a rotation speed of 60r/min had good membrane forming performance and separation performance. SEM analysis showed that the prepared NaA zeolite membrane had a loose surface structure, uniform pore distribution, good permeability and separation performance. XRD and FT-IR analysis showed that the NaA zeolite membrane had a good crystal structure, high purity, and a large number of condensed Si-OH groups and amorphous Si-O-Si groups. In the future, we will continue to explore the optimization of the preparation process of NaA zeolite membrane, in order to achieve larger scale preparation and wider application scope.Keywords: NaA zeolite; preparation; amplification; characterization; separation performance。
污水处理沸石污水处理沸石是一种常用的水处理材料，用于去除水中的污染物和有害物质。
它是一种天然矿石，主要成分是硅酸盐矿物，具有良好的吸附性能和催化活性。
在污水处理领域，沸石主要用于去除水中的重金属离子、有机物和氨氮等污染物。
一、沸石的吸附性能沸石具有高度的孔隙结构和表面积，能够提供大量的吸附活性位点，从而有效吸附水中的污染物。
其孔隙结构包括微孔、中孔和大孔，能够适应不同尺寸的污染物分子。
此外，沸石表面带有一些氧化铝和氢氧化铝等活性位点，具有一定的离子交换能力，可吸附水中的离子污染物。
二、沸石的应用1. 去除重金属离子沸石对重金属离子具有较高的吸附能力，如铅、镉、铬等。
其吸附机理主要是离子交换和表面络合作用。
通过调节沸石的孔隙结构和表面性质，可以实现对不同重金属离子的高效去除。
2. 去除有机物沸石对有机物的吸附能力主要依赖于其孔隙结构和表面性质。
一般而言，较大的有机分子更容易被吸附，而较小的有机分子则需要较高的温度和压力条件下才能实现吸附。
通过改变沸石的孔隙结构和表面性质，可以提高其对不同有机物的吸附效果。
3. 去除氨氮沸石对氨氮的吸附主要是通过离子交换作用实现的。
沸石表面的活性位点可以与氨氮中的离子交换，将其吸附在沸石表面。
此外，沸石还可以通过催化氧化作用将氨氮转化为无害物质。
三、沸石的优势1. 高效去除污染物沸石具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够提供更多的吸附位点，从而实现高效去除水中的污染物。
2. 环保可持续沸石是一种天然矿石，无毒无害，不会对环境造成污染。
此外，沸石可以通过再生和重复利用，具有较长的使用寿命。
3. 操作简便沸石的使用和维护相对简单，只需将其放置在污水处理设备中，定期清洗和再生即可。
四、沸石的应用案例1. 污水处理厂沸石可以作为污水处理厂的主要处理材料，用于去除污水中的重金属离子、有机物和氨氮等污染物。
通过合理的工艺设计和沸石的应用，可以实现污水的净化和回用。
2. 工业废水处理沸石可以应用于工业废水处理中，去除废水中的有机物和重金属离子。
沸石改性及其去除水中氨氮的实验研究随着水环境污染的日益严重，水质的改善已成为迫切的社会问题。
氨氮是最常见的非颗粒态污染物之一，它会伤害人类健康，破坏水体生态系统，从而影响生产和生活环境。
因此，去除水中氨氮变得十分重要。
很多研究表明，沸石是一种有效的去除水中氨氮的方法。
沸石具有优良的吸附性能，能够吸附氨氮，从而改善水质。
然而，沸石本身具有较弱的强度和耐久性，这限制了它的使用。
为了使沸石更适应水质改善的应用，一种改性技术被提出和研究，即将沸石的外表覆盖一层改性剂，以改善沸石的强度和耐久性。
近年来，沸石改性技术受到关注，被用于改善水质，特别是去除水中氨氮。
然而，沸石改性及其去除水中氨氮的研究尚未完全了解和完善。
因此，本研究旨在通过实验研究，深入探讨沸石改性技术对去除水中氨氮的作用及其原理。
首先，将沸石与多种改性剂结合，进行改性处理，以改善沸石的强度和耐久性。
其次，通过采样、样品处理、氨氮定量测定等方法，对改性沸石的吸附性能进行测试，探究其沸石改性对去除水中氨氮的作用。
结果表明，改性沸石具有良好的吸附性能，能够显著降低氨氮含量，从而改善水质。
此外，通过X射线衍射、扫描电子显微镜等方法研究了改性沸石的结构及其去除氨氮的机理。
结果表明，与未改性的沸石相比，改性沸石的表面更加粗糙疏松，比表面积更大，具有更好的吸附性能。
改性沸石的孔径表面能改变氨氮的构型，增加氨氮分子的活性位，从而有效去除水中氨氮。
综上所述，本研究表明沸石改性技术是一种有效去除水中氨氮的方法。
改性沸石具有优良的强度和耐久性，同时拥有良好的吸附性能。
此外，本研究还探讨了改性沸石去除氨氮的机理，为进一步研究和开发改性沸石技术提供了重要参考。
沸石简介及应用沸石简介沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。
按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种。
按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。
任何沸石都由硅氧和铝氧四面体组成，四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连，铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体，而硅氧四面体可以直接相连。
硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。
但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负电，为了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。
由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。
沸石的化学组成十分复杂，因种类不同有很大差异，沸石的一般化学式为：AmBpO2p·nH2O，结构式为Ax/q[(AlO2)x(SiO2)y]nH2O，其中：A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，q为阳离子电价，m为阳离子数，n为水分子数，x为Al原子数，y为Si原子数，y/x通常在1~5之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。
沸石可视为由(SiO2)m衍生出来的，由于一定数量的Si4+被Al3+所置换形成的一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质。
其基本结构为硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4)。
四面体中，中心硅(铝)原子的周围有四个氧原子。
每个硅(铝)氧四面体单元，只有通过顶点彼此连接形成各种形式的结构。
由于Si4+被Al3+取代形成的类质同晶结构而产生的负电荷，需要引入相应在的阳离子来中和抵消之，故一般结构的沸石均含有可交换的阳离子充斥于硅酸盐薄层之间，其基本结构的组成特点决定了沸石有较大的静电力和离子交换性能。
同时在硅(铝)氧结构骨架间有许多通道和空穴，具有空旷的骨架结构，拥有巨大的空腔表面，每克样品的内表面积高达1100m2，仅次于活性炭。
第35卷第5期 2001年5月上海交通大学学报JOU RNAL O F SHAN GHA I J I AO TON G UN I V ER S IT YV o l .35N o.5 M ay 2001 收稿日期:2000201228 文章编号:100622467(2001)0520729204N aX 沸石复合吸附剂的性能与应用卢允庄, 刘震炎(上海交通大学动力与能源工程学院,上海200030)摘 要:为增强固体吸附床的有效传热,提出了一种以N aX 沸石为主要成分的固化复合吸附剂,对其吸附性能和导热性能进行了实验研究.该复合吸附剂的吸附性能优于沸石颗粒,其最大吸附量接近于沸石原粉.吸附平衡时其导热系数约为0.23W(m ・K ).试验表明,吸附剂的真实导热系数受吸附量的影响很大,而其有效导热系数除了受真实导热系数的影响外,还与吸附量的变化率有关.对该复合吸附剂在余热制冷及太阳能制冷中的应用进行了探讨,提出了一种用于余热制冷的新型吸附床结构,并分析了一种结构简单的单体式太阳能制冷管.关键词:复合吸附剂;吸附制冷;导热系数;吸附量中图分类号:TB 321;TB 61+1 文献标识码:AP e rfo r m a nce Inve s tiga tion a nd App lica tion ofthe Ze o lite NaX C om pos ite Ads o rbe ntL U Y un 2z huang , L IU Z hen 2y an(Schoo l of Pow er and Energy Eng .,Shanghai J iao tong U n iv .,Shanghai 200030,Ch ina )Abs tra c t :A new con so lidate com po site adso rben t m ain ly m ade of zeo lite N aX w as p ropo sed .T he adso rp 2tivity and heat tran sfer p erfo rm ance of the com po site adso rben t w ere investigated exp eri m en tally .T he com po site adso rben t has better adso rp tivity than the zeo lite grain .A nd its therm al conductivity in satu rat 2ed adso rp ti on is abou t 0.23W(m ・K ).T he real therm al conductivity of the adso rben t strongly dep ends on the adso rbate con ten ted in adso rben t ,w h ile its effective therm al conductivity dep ends on no t on ly the real therm al conductivity bu t also the variati on rate of the adso rbate con ten ted in adso rben t .T he app lica 2ti on s of the com po site adso rben t in adso rp ti on refrigerati on pow ered by w aste heat o r so lar energy w ere studied .A new adso rben t bed u sed fo r w aste heat pow ered refrigerati on w as p resen ted ,and a so lar coo ling tube w as analyzed .Ke y w o rds :com po site adso rben t ;adso rp ti on refrigerati on ;therm al conductivity ;adso rbate con ten t 固体吸附式制冷因其结构简单、对环境无不良影响等优点,在日益提倡环保与节能的今天受到了国际制冷界广泛的关注.吸附式制冷系统主要由吸附器、冷凝器和蒸发器组成.其中吸附器是最关键的部分.在系统循环过程中,它不断交替地被加热与冷却,除了保证吸附床与传热流体之间必须有很好的换热性能外,还要求吸附剂有尽可能高的导热系数.然而,由于固体吸附剂是多孔介质,因颗粒间隙、晶粒间孔与内孔的存在,吸附床的导热系数一般都很低,特别对于颗粒堆积床.如沸石和活性炭颗粒吸附床的导热系数分别有约0.05～0.11和0.14～0.20W(m ・K )[1].吸附床内的传热情况差是造成吸附制冷循环时间长以及输出功率低的一个重要原因.近年来,已有许多学者对如何改进吸附器的传热进行了研究.这些研究主要集中在如下方面:提高吸附剂的导热系数或增大吸附床的换热面积,前者主要通过研制固化或烧结的复合吸附剂来达到,后者主要通过在换热器上增加肋片来进行.本文在考虑增强吸附剂导热及不影响最大吸附量的基础上,提出一种新型的固化复合吸附剂,并对其性能和应用进行了研究。
1 固化复合吸附剂人们已经研究了许多种增强吸附床导热系数的方法.其中最简单的是将不同大小的吸附剂颗粒混合[2],这样做的效果很有限.还有一种方法是将吸附剂颗粒与导热性能较好的金属粉末或石墨混合[3],但即使添加剂的质量比达到25%,吸附床导热系数的提高仍然不明显,其主要原因在于添加剂与吸附剂之间是点2点接触,未形成连续相,此外,金属或石墨的加入也使得吸附床的总热容增加和单位质量吸附剂的吸附量减少.另一种更为有效的方法是将吸附剂与粘接剂复合,形成固化的复合吸附剂[3,4].在固体吸附制冷系统中常用的吸附工质对主要有活性碳2甲醇、沸石2水和氯化钙2氨等,它们各有优缺点.沸石2水工质对具有无毒、稳定及对环境的适应能力强等特点,是一种很好的吸附工质对.但因沸石粉和沸石颗粒的填充密度和导热系数都很低,有必要将沸石固化成块状.另外,考虑到沸石原粉的吸附性能明显优于沸石颗粒,故本文研究的复合吸附剂以N aX 沸石分子筛原粉为主要成分.图1 3种形状吸附剂的吸附性能比较F ig .1 A dso rp tivity comparison of the th ree samp les固化复合吸附剂的制取,与粘结剂的种类及数量和制备工艺有关.对粘结剂要求既要有足够的粘性,又不能堵住吸附剂孔道,而且它本身最好还要有吸附性.在对多种材料进行试验后,选择一种硅溶胶作为粘结剂.将沸石粉与粘结剂均匀混合,在模具中加压后再进行热处理,最后得到强度很好的复合吸附剂块.制备过程中,沸石粉与粘结剂的质量配比很关键,粘结剂虽然可以增加强度,但会影响吸附性能,且其热膨胀系数比沸石略大,如加得过多会使成型的吸附块在烘干时表面不平或开裂,加得太少则会使它与沸石粉末混合不均匀,造成有的地方强度大,有的地方强度小.而模具加压也要有一个恰当值,加压时如吸附剂块高度较大时还应解决沸石块上下两端受压不同而引起的强度不均的问题.2 复合吸附剂的性能2.1 吸附性能为比较复合吸附剂块与沸石原粉、沸石颗粒的吸附性能,分别对这3种材料进行了试验.因沸石粉和沸石颗粒是不定型的,其表面积对其吸附性能具有一定的影响,为此,先将3种样品做成相同的形状:沸石粉在制块模具中直接加压成型,所加压力与制复合吸附块时的相同;沸石颗粒则装填在一个用钢丝网围成的相同形状的架子中.再各取100g 暴露于空气中、常温常压下吸附达到平衡的样品放置在100°C 的恒温炉内加热,待充分脱附后再取到环境中让其吸附,在此过程中测定吸附块的质量m z 的变化.所得的结果如图1(a )所示.实验在常压下进行,脱附时间为8h .由图可见,复合吸附块与沸石原粉的脱附速度、最大脱附量都十分接近,且均比沸石颗粒的高.对于吸附速度,开始时三者都很接近,而到约3h 后,复合吸附块的吸附速度相对沸石粉的逐渐慢了下来.在实际应用中比较单位体积吸附剂的性能也很重要.在相同体积(100mL )下,3种材料脱附出的吸附质的质量m w 随时间的变化关系示于图1(b ). 从图1可看出,复合吸附剂的吸附性能明显优37 上 海 交 通 大 学 学 报第35卷 于沸石颗粒,对单位体积的吸附剂,复合吸附剂最大脱附量比粉状的高12%,比颗粒状的高55%.2.2 导热性能吸附剂的导热系数包括真实导热系数Κr 和有效导热系数Κe ,前者即一般所说的导热系数,是指吸附剂在无传质,即其吸附量不变时的导热系数,后者则考虑了传质对传热的影响.Κr 主要取决于吸附剂的材料和吸附量,并随着温度的升高而略增大.图2的曲线A 给出了在测试温度为26°C 时,上述复合吸附剂的Κr 随吸附量x 的变化关系,在该温度下达到吸附平衡时,此Κr 的值为0.23W (m ・K ),是沸石颗粒堆积床真实导热系数的2倍多.图中的曲线B 、C 和D 为采用其他添加剂(如CaC l 2)或在不同制备过程下得到的复合吸附剂的导热系数,导热系数的测量采用瞬态热丝法[5],测量过程中吸附剂块在密闭容器中达到热质平衡.由图中可看出,吸附量x 对Κr 的影响很大.图2 复合吸附剂的真实导热系数 F ig .2 R eal therm al conductivity of thecompo site adso rben t图3 复合吸附剂的有效导热系数F ig .3 Effective therm al conductivity of the compo siteadso rben t 在制冷系统运行过程中吸附床的吸附量总是在不断地变化,由于吸附质蒸汽的迁移将使吸附床的Κe 比其Κr 高.Κe 是Κr 和吸附量变化率5x 5t 的函数.经对复合吸附剂块在一个吸附循环过程中Κe 的变化进行测量,当吸附床温度变化达到稳态时,通过温度场推算出的吸附床的Κe 的变化过程,结果示于图3,该复合吸附剂块的Κr 对应于图2中的曲线B .在吸附量x 较小时,Κe 随x 的增加而增大,但由于5x 5t 在x 越接近于饱和时越小,Κe 在达到一个最大值之后将逐渐降低,并随x 的增加而趋近于Κr .从实验结果来看,当吸附过程中的吸附量在8%～20%变化时,吸附床的传热效果较好.3 复合吸附剂的应用本文设计了一种用于余热吸附制冷的新型吸附床结构,如图4所示.复合吸附剂在金属管外壁固化成型,一方面提高了吸附床的导热系数,另一方面也使得吸附床与换热器壁(即金属管壁)之间的接触热阻大为减少.此外,吸附质蒸汽与吸附剂块接触的面积较大,有利于传质.这种吸附床与颗粒堆积床相比,总换热系数预计将成倍地提高,而制冷系统的循环周期和输出功率也将得到改善,目前,正将此吸附床用于柴油机烟气余热驱动的吸附式空调机.图4 一种用于余热吸附制冷的吸附床示意图 F ig .4 Sketch of an adso rben t bed u sed fo r w aste heatpow ered adso rp ti on refrigerati on 本文还设计了一种新型的太阳能冷管型制冷系统,其结构如图5所示.它主要包括吸附床、冷凝器和蒸发器三部分,每根冷管自成一个制冷单元,结构简单,密封性好.为使吸附床无须通过专门的太阳能集热器而能直接吸收太阳能,冷管的壳体采用高硼硅玻璃管,在吸附剂的外表面涂了一薄层对太阳光具有较高吸收率的活性炭.最初研究的吸附床由沸图5 太阳能冷管示意图F ig .5 Sketch of the so lar coo ling tube137 第5期卢允庄,等:N aX 沸石复合吸附剂的性能与应用石颗粒组成[6],吸附剂的吸附性能不佳,床内的热阻又较大,影响了系统的制冷性能.之后改用块状复合吸附剂作为吸附床[7],并改进冷管结构.对该冷管在太阳光照射下进行了实验,在未采取专门的集热装置、吸附床温度约为75°C的情况下,冷管的性能系数(制冷量与入射到吸附床的太阳辐射之比)可达到8%左右.4 结 论以固化复合吸附剂块状床取代颗粒堆积床,可以使吸附床的堆积密度和导热系数都大为提高.本文研究的以N aX沸石为主的复合吸附剂的最大吸附量接近于沸石原粉的,其吸附饱和时的导热系数约为0.23W (m・K).吸附剂的真实导热系数主要受吸附量的影响,而在有传质发生时的有效导热系数除了与真实导热系数有关外,还与吸附量的变化有关,此结果也适用于其他吸附剂.在吸附制冷的运行过程中,当吸附量变化在0.08～0.20时,对吸附.本文分析的两种分别用于余热制冷及太阳能制冷的吸附床结构均有利于增加吸附床的导热系数和减小接触热阻,这对提高吸附床与换热壁之间的传热系数是十分重要的.参考文献:[1] 北川浩,铃木谦一朗.吸附的基础与设计[M].北京:化学工业出版社,1983.[2] Gu illem ino t J J,M eun ier F,Pak leza J.H eat and m asstran sfer in a non iso therm al fixed bed so lid adso rben treacto r:a un ifo rm p ressu re2non un ifo rm temperatu recase[J].H eat M ass T ran sfer,1987,30(8):1595～1606.[3] Gu illem ino t J J,Cho isier A,Chalfen J B.H eat tran s2 fer in ten sificati on in fixed bed adso rbers[J].H eat R e2 covery System&CH P,1993,13:297～300.[4] R estuccia G,F ren iA,Cacci o la G.A dso rp ti on beds ofzeo lite on alum inum sheets[A].P roceedings of theIn ternati onal So rp ti on H eat Pump Conference[C].M un ich,Germ any,1999.343～347.[5] L iu Z Y,Cacci o la G,R estuccia G.et a l.Fast si m p leand accu rate m easu rem en t of zeo lite therm al conduc2 tivity[J].Zeo lite,1990,10:565～570.[6] L iu Z Y,L iu Y Z,Zhao J X.Zeo lite2active carboncompound adso rben t and its u se in adso rp ti on so larcoo ling tube[J].So lar Energy M aterial and So lar Cells,1998,52:45～53.[7] 刘震炎,卢允庄,王永堂.一种新颖的太阳能制冷管及其性能实验研究[J].太阳能学报,2000,21(1):82～87.作者简介: 卢允庄 1972年生.1995、1998年于中国科学技术大学分别获学士、硕士学位,现为上海交通大学动力与能源工程学院博士研究生.主要从事热能工程和制冷方面的研究.已发表论文10余篇. 刘震炎 1944年生.1968年毕业于南京大学物理系,曾在意大利国家研究委员会能量储存与转换研究所进行合作研究,现为上海交通大学动力与能源工程学院教授、博士生导师.主要从事工程热物理与太阳能利用等方面的研究.已发表论文50余篇.下期发表论文摘要预报重叠变换在扩频通信系统抗干扰中的应用宋雪桦, 胡光锐, 唐 斌(上海交通大学电子信息学院,上海200030)摘 要:为了抑制扩频通信系统中的窄带干扰,提出了利用重叠变换(L T)进行变换域抗干扰处理.重叠变换的基函数长度可为子带数的偶数倍,对给定的滤波器带宽,重叠变换由于对输入信号进行重叠处理,故具有比块变换(BT)更大的阻带衰减性能.文中首先把接收信号映射到重叠变换域,然后进行变换域滤波.系统的性能由比特错误率(BER)来衡量.结果表明,该系统的BER特性远优于块变换,且系统性能不随干扰频率和干扰带宽的变化而改变,能实时实现.237 上 海 交 通 大 学 学 报第35卷 。
