粉煤灰合成沸石及吸附_电场辅助吸附处理Ni2+废水特性研究.pdf

粉煤灰合成沸石及吸附/ 电场辅助吸附处理Ni2+废水特性研究 粉煤灰合成沸石及吸附/ 电场辅助吸附处理 Ni2+废水特性研究 摘 要 电厂煤灰是热电厂煤燃烧后形成的固体废弃物，含有丰富的硅源和铝源，是 制备沸石分子筛重要的替代原料。以粉煤灰为原料制备沸石分子筛，作为吸附剂 处理重金属废水，不仅能实现固体废弃物的资源化利用，同时为重金属废水的处 理提供了一种高效、廉价的吸附材料，具有重要的经济效益和环境效益。 本文以热电厂固体废弃物粉煤灰为原料，采用碱熔水热法制备了NaA 型沸 石分子筛，采用SEM 、XRD 、FT-IR 、TG 等分析手段对合成产物进行了表征。 合成沸石作为吸附剂处理Ni2+废水，试验了吸附时间、离子浓度和沸石用量等因 素对处理Ni2+模拟废水和实际废水吸附性能的影响；并研究了电场对合成沸石吸 附Ni2+ 的影响特性和其影响机制，主要研究结论如下： （1）碱熔水热法合成了NaA 型沸石分子筛，优化的合成工艺参数为碱灰比 1:1，煅烧温度650 ℃，液固比7:1，晶化温度 100 ℃。物相分析表明NaA 型沸 石分子筛具有规则的立方体结构，颗粒分布均匀，BET 测试沸石分子筛的比表 2 面积为90.043 m /g，并具有良好的热稳定性。 2 NaA Ni2+ Ni2+ （）合成 型沸石吸附处理 模拟废水，表现出较好的 吸附性能， Ni2+ 100 mg/L 优化的吸附处理工艺为：初始 浓度为 的溶液时，合成沸石的添加 量为2 g/L ，溶液pH 值为7 ，吸附时间为3 h ，Ni2+ 去除率达到94% ，最大Ni2+ 吸附量达48.150 mg/g ；同时NaA 型沸石表现出良好的再生性能，采用1 mol/L HCl 溶液解吸处理，循环使用5 次，吸附量仍达到4 1.55 mg/g 。合成沸石对Ni2+ 的吸 附速率由化学吸附控制，吸附模型与Langmuir 等温吸附模型基本吻合，吸附行 为满足拟二级动力学方程。 3 NaA Ni2+ Ni2+ （）合成 型沸石电场辅助吸附处理 废水表现出优异的 吸附性 Ni2+ 100 mg/L 0.8 V/cm NaCl 能。 浓度为 的模拟废水时，在电场强度为 ， 浓度为 1 g/L pH 6 Ni2+ 64.44 mg/g ，溶液初始 为 的条件下，沸石对 的吸附量可达到 ，比 该条件下无电场作用时的吸附量提高了53.17%，饱和吸附时间缩短了50% ；其 中，电场强度、电解质浓度和溶液pH 对沸石吸附性能影响显著。施加电场后， NaA 型沸石吸附剂结构不发生明显改变，但可有效增强重金属Ni2+ 的电迁移作 用，加快吸附速率，同时发现电场对沸石吸附剂具有扩孔作用，可增大吸附剂比 表面积和孔体积，协同提高Ni2+吸附性能。 I 浙江工业大学硕士学位论文 （4 ）粉煤灰合成的沸石分子筛处理实际电镀废水，当合成沸石的添加量为 8 g/L ，电镀废水pH 值为7 时，经240 min 吸附后，电镀废水中Cu2+ 、Zn2+ 、Ni2+ 、 Cr3+ 的去除率分别为73.1%、61.4%、50.3%、50.3% 。同时，采用HCl 溶液可以 5 / 再生合成沸石，循环 次吸附再生实验后