论文部分内容阅读
本论文是杨静博士主持的教育部留学回国人员科研启动资金项目“利用蒙脱石合成介孔材料及用于吸附水中的Pb2+,Hg2+,Cd2+”和吴秀文主持的中国地质大学(北京)科学技术基金项目“一维介孔材料Ti-MCM-41的合成与吸附性能研究”的一部分。本研究利用天然矿物钾长石和水玻璃等为主要原料,对MCM-41类介孔分子筛进行了改性与搀杂、并将13X型沸石的合成工艺与介孔分子筛的合成工艺相结合,通过水热晶化法合成出了孔壁中含有13X型沸石基本结构单元(初级结构单元-共享氧原子的[SiO4]和[AlO4]双六元环)的新型铝硅酸盐介孔分子筛,命名为SAN-01(主要化学组成为SiO2-Al2O3-Na2O),并将SAN-01应用于废水中重金属Hg2+离子的吸附。对MCM-41经Al3+搀杂后合成的[Al]-MCM-41的水热稳定性和新型介孔分子筛SAN-01的水热稳定性进行了检测。经Al3+搀杂的[Al]-MCM-41比MCM-41具有较好的水热稳定性,在封闭沸水中浸泡72h后的[Al]-MCM-41的XRD谱图中的(100)、(110)、(200)等介孔特征峰仍清晰可辨,但(210)特征峰消失;其(100)特征峰的强度与未在沸水中浸泡的[Al]-MCM-41的该特征峰强度相比下降了82.8%。而在封闭沸水中浸泡24h后的MCM-41分子筛的介孔特征峰全部消失,说明孔结构全部被破坏。新型介孔分子筛SAN-01在封闭沸水中浸泡48h的SAN-01的四个介孔特征峰依然存在,浸泡72h的SAN-01的(100),(110),(200)三个特征峰仍然清晰可辨,但(210)特征峰消失。同时,随着SAN-01在沸水中浸泡时间的延长,(100)特征峰的强度下降,与未在沸水中浸泡的SAN-01相比,浸泡48h和72h的SAN-01的(100)峰强度分别下降了45.0%和72.7%。而SAN-01与[Al]-MCM-41相比,SAN-01的水热稳定性略优于[Al]-MCM-41的水热稳定性。在吸附时间为30min,并采用水浴振荡吸附,模拟含Hg2+废水的pH值为5.5条件下,有近50%的实验将模拟Hg2+废水的Hg2+浓度由原来的20μg/L,降低到1μg/L以下,使Hg2+废水的含Hg2+量达到国家饮用水标准。另外近50%的实验将Hg2+废水的Hg2+浓度由原来的20μg/L,降低到1.757μg/L以下。该结果表明介孔分子筛SAN-01在优化的条件下可以用于含Hg2+废水的深度净化。关键词:MCM-41类介孔分子筛,水热稳定性,Hg2+离子的吸附