粉煤灰是燃煤電廠產(chǎn)生的固體廢棄物，其主要成分中包含大比例的SiO2、Al2O3，是合成沸石的理想原料，將合成產(chǎn)物應(yīng)用于環(huán)境治理當中更是一種“以廢治廢”的發(fā)展理念，這與我國追求可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目標是一致的。
粉煤灰合成沸石的方法分為單純水熱法和技術(shù)輔助復(fù)合水熱法。所謂單純水熱法就是指只需要水熱合成技術(shù)的方法，但合成的產(chǎn)物都有或多或少的缺陷。技術(shù)輔助復(fù)合水熱法是指將水熱法與其他技術(shù)相結(jié)合，在多種技術(shù)共同作用下達到提高產(chǎn)品品質(zhì)的目的，目前比較常用的技術(shù)輔助復(fù)合水熱法包括：堿熔融水熱合成法、微波輔助加熱法、晶種誘導(dǎo)水熱法、堿熔融超臨界水熱合成法等。
1、粉煤灰基沸石用作催化劑載體
粉煤灰基沸石具有較大的比表面積、規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)以及良好的陽離子交換能力。目前采用的催化劑顆粒或者催化劑溶膠在應(yīng)用方面都存在著一些問題，比如催化劑難以回收或利用率低等缺點。若將催化劑負載于多孔且具有較強吸附能力的粉煤灰基沸石表面，就會增強催化劑與待處理污染物的單位接觸面積，從而提高催化劑的利用率。同時更易回收催化劑，提高催化劑的重復(fù)利用率，因此粉煤灰基沸石具備作為催化劑載體的條件。
王凱等研究了粉煤灰基沸石負載二氧化硅對Cu2+的吸附性能，采用水熱合成法用粉煤灰合成了沸石，并采用浸漬法將二氧化硅負載于粉煤灰基沸石上，得到粉煤灰基沸石負載二氧化硅催化劑（FAZS），吸附試驗結(jié)果表明，F(xiàn)AZS能有效地吸附Cu2+，并發(fā)現(xiàn)吸附量與pH值成正相關(guān)。當Cu2+初始濃度50mg/L，pH=5，當吸附劑投入量1．0g/L時，Cu2+去除率可達75%以上，F(xiàn)AZS對Cu2+吸附行為符合Langmuir數(shù)學模型。
粉煤灰基沸石作為催化劑載體具有良好的應(yīng)用前景，因為在反應(yīng)過程中，粉煤灰基沸石載體可以將污染物吸附在催化劑表層及表層附近，使污染物與催化劑充分接觸，提高催化效率。此外，粉煤灰基沸石負載催化劑還可回收循環(huán)利用，且重復(fù)利用時催化效果依舊良好。
2、粉煤灰基沸石用于廢水處理
粉煤灰基沸石的硅鋁比較低，它們的離子交換能力、吸附能力較強且離子交換容量較大。在廢水處理方面應(yīng)用時，可使粉煤灰基沸石的離子交換能力、吸附能力得到有效利用。
于家琳等研究了粉煤灰基沸石在重金屬廢水處理中的應(yīng)用，將粉煤灰基沸石用于質(zhì)量濃度為500mg/L的Ni2+模擬廢水中，發(fā)現(xiàn)該材料具有良好的重金屬廢水處理效果，飽和吸附量在20～50mg/g，達到商業(yè)沸石處理水平。此外研究還驗證了吸附機理，即沸石中的鋁、硅等活性基團通過化學鍵與重金屬離子結(jié)合，經(jīng)過離子交換作用將廢水中的重金屬離子交換出來，排除了該吸附劑對重金屬離子單純物理吸附的可能。
Tauanov等利用巴西粉煤灰合成了羥基方納型沸石，發(fā)現(xiàn)該沸石對廢水中鋅、鉻等重金屬離子的去除效果很好。粉煤灰基沸石對廢水中有機質(zhì)也有較好的去除效果。
目前在很多將粉煤灰基沸石應(yīng)用于廢水處理的研究中，廢水凈化機理基本相同，都達到較好的凈化效果，具有一定的工業(yè)應(yīng)用前景。但是粉煤灰基沸石處理廢水后形成的產(chǎn)物如何更好地處理，還需研究人員深入探索。
3、粉煤灰基沸石用于氣體分離
粉煤灰基沸石在工業(yè)制氣純化以及工業(yè)、生活廢氣治理中也有廣泛應(yīng)用，如去除焚燒飛灰中的重金屬離子，減少其對人體的傷害。又如天然氣純化、煙氣凈化等，粉煤灰基沸石將混合氣中的SO2、H2S、CO2、NH3等有害組分去除，在提高制氣質(zhì)量的同時還減輕了有害組分對設(shè)備的腐蝕。
Hui等采用多種金屬離子對粉煤灰基沸石進行改性，改性后的沸石對模擬氣中的甲烷去除效果良好。
牛永紅等研究了粉煤灰基沸石對室內(nèi)空氣甲醛的凈化性能，確定了粉煤灰基沸石脫除凈化甲醛的最佳工況為相對濕度40%，溫度12℃，空氣流速4m/s，并發(fā)現(xiàn)在最佳工況下，沸石對甲醛的脫除率可長時間保持在80%以上。
將粉煤灰基沸石應(yīng)用于氣體分離領(lǐng)域，不僅為制造無污染建筑裝修材料提供了可能，而且可以有效促進對工業(yè)廢氣排放的治理，對于改善大氣環(huán)境、保護大氣層、避免溫室效應(yīng)以及保障地球生物健康都有重大意義。
資料來源：《孫延文,王連勇,楊湘瀾,等.粉煤灰基沸石的制備及應(yīng)用研究進展[J].硅酸鹽通報,2021,40(01):123-132》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉(zhuǎn)載請注明出處！
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