環(huán)境協(xié)調(diào)型材料環(huán)境協(xié)調(diào)型材料沸石的特性與應(yīng)用進(jìn)展

環(huán)境協(xié)調(diào)型材料環(huán)境協(xié)調(diào)型材料沸石的特性與應(yīng)用進(jìn)展

1環(huán)境協(xié)調(diào)型礦物材料本底利用。環(huán)境資環(huán)境協(xié)調(diào)材料是指產(chǎn)品或材料的整個生命周期。根據(jù)特定的使用需求，不同的性能不僅可以滿足特定的使用要求，而且可以完成使用壽命，而對環(huán)境沒有影響?？稍偕牧系拈_發(fā)、生產(chǎn)和使用過程中能夠資源化的新型可再生原材料。開發(fā)環(huán)境協(xié)調(diào)型礦物材料,既可擴(kuò)大礦物資源的綜合利用,又可大幅度降低環(huán)境生產(chǎn)成本,產(chǎn)生明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。利用種類繁多、儲量豐富、價(jià)格低廉、處理工藝相對簡單的非金屬礦物資源,具有投資少、處理效果好、二次污染小以及可以重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。世界上許多國家,特別是發(fā)達(dá)國家對非金屬礦物在環(huán)保中的應(yīng)用研究非常重視。2沸騰石的特性沸石是一族含水的堿或堿土金屬架狀結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽礦物的總稱,沸石種類很多,有天然沸石和人造(合成)沸石之分。一般化學(xué)式為A3沸騰石的應(yīng)用3.1環(huán)保應(yīng)用3.1.1高硅沸石的sio臭氧廣泛地運(yùn)用于處理飲用水和廢水。然而,臭氧對于難氧化降解的有機(jī)物并非總是有效的。為了提高臭氧的效率,許多研究者著重于諸如用H為了克服這些問題,一種新奇的結(jié)合臭氧的吸附過程正在研究中,其吸附原理如下圖。集中在吸附相中被吸附物的濃度比溶液相的高。當(dāng)臭氧與被吸附物在同樣的質(zhì)點(diǎn)上被吸附時,臭氧和有機(jī)物之間的反應(yīng)得以提高。此外,因?yàn)榉肿雍Y或疏水性的不同,吸附選擇性也不同。使目標(biāo)有機(jī)物和臭氧有選擇性地吸附在吸附相中,增加了有機(jī)物和臭氧接觸反應(yīng)機(jī)會,有可能提高臭氧分解目標(biāo)化學(xué)物質(zhì)的效率,防止非目標(biāo)物質(zhì)與臭氧的反應(yīng)副產(chǎn)品的產(chǎn)生,而這種吸附劑就是高硅沸石分子篩。這主要還是利用了沸石獨(dú)特的、均一的孔道結(jié)構(gòu)。高硅沸石的SiO飲用水中氨氮濃度過高可能造成的亞硝酸鹽濃度升高,以及水中溶解性有機(jī)物特別是有機(jī)鹵化物等都不利于飲用水安全。為解決水質(zhì)下降問題,出現(xiàn)了多種強(qiáng)化水處理工藝,其中以常規(guī)水處理工藝為基礎(chǔ),在砂濾池后增加活性炭濾池是方法之一。活性炭濾池可起到深度處理,改善水質(zhì)的作用,但砂濾對濁度以外的其他污染物去除效果甚微。同時活性炭成本高,且活性炭再生復(fù)雜,再生損失率大,因此對于一般水廠而言,活性炭失效后就換新炭,基本不再生。這樣就增大了用水成本,對于水源污染嚴(yán)重的水,活性炭使用壽命更短。而沸石的吸附能力遠(yuǎn)超過活性炭。對飲用水中常見的NH嚴(yán)子春有機(jī)污染物是污染水源中的一類主要污染物。葛學(xué)貴高氟水在我國分布非常廣泛,對人體危害甚大。長期飲用高氟水會引起氟中毒。目前,降氟方法很多,但均存在一定的弊端,在實(shí)際中難以推廣使用。目前,我國工作者在利用沸石降氟方面做了許多試驗(yàn)性的工作孟洪羅偉強(qiáng)3.1.2沸石在大氣污染中的凈化功能從化工、輕工、涂料業(yè)排放的碳?xì)浠衔铩⒘蜓酢⒌?、一氧化碳、硫化氫等是污染大氣的主要有害氣體。沸石對這些氣體有良好的吸附、凈化功能,特別是在低溫范圍內(nèi)具有其他吸附劑所不具備的吸附能力。利用天然沸石的吸附性能及耐酸耐高溫特性,可吸附工廠廢氣中的SO3.1.3天然沸石的生物處理作為吸附劑類除臭而廣泛應(yīng)用的活性炭,對氨等低分子氣體除臭效果并不理想,而且成本高,而沸石雖對氨的除臭有效,但如單獨(dú)使用,其吸附量也不大。一般斜發(fā)沸石對氨的吸附量為3.42~9.12mg/g,因此需要對天然沸石進(jìn)行活性處理。以沸石為載體,以除臭性能優(yōu)異的H3.2環(huán)境材料的應(yīng)用3.2.1天然有機(jī)質(zhì)濾料天然沸石表面粗糙,比表面積大,吸附能力強(qiáng),視密度小,屬于天然輕質(zhì)濾料。可用來去除懸浮物、藻類等,降低出水濁度,我國大同曾采用沸石生物濾池處理城市污水處理廠的出水,使之達(dá)到回用的目的。法國的Sular濾池裝有三層濾料,最上一層是密度為1.2g/cm3.2.2沸石作為產(chǎn)品的在其他領(lǐng)域或在發(fā)酵天然沸石改性后的氫型絲光沸石,是一種性能優(yōu)異的高硅型分子篩紅外輻射材料,具有特征紅外輻射,對食品、糧食的烘烤具有明顯效果,國內(nèi)有用于餅干、面包等的烘烤,節(jié)電15%以上。這種新型輻射材料,以天然沸石為主要原料,成本低、節(jié)能明顯、壽命長、烘烤效果好、無污染。近幾年來美國利用斜發(fā)沸石從太陽輻射中吸收和釋放熱能,既用作空調(diào),又用于水加熱,取得成功后,一些國家認(rèn)為這是天然沸石的一個具有遠(yuǎn)景意義的利用領(lǐng)域。加拿大發(fā)明了一種儲存太陽能的新辦法,用來為房間供熱,他們采用了一種裝滿沸石的容器,這種取暖辦法是利用沸石容易吸熱,在與濕潤空氣接觸時又可以放出熱量的原理。3.2.3以納米tio為基礎(chǔ)近幾十年來的研究表明,用納米TiO方送生等3.2.4日本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)抗菌沸石作為新興無機(jī)抗菌材料已逐步顯示出它的價(jià)值。ZeomicXAWIOD是載銀或載銀和鋅的A型沸石,是日本SinanenZeomic公司的專利產(chǎn)品。制備工藝是:將鈉沸石與銀、鋅鹽類溶液(Ag∶Zn=5∶14)接觸進(jìn)行離子交換,而后在500℃下干燥,經(jīng)超細(xì)粉碎得1.6μm的產(chǎn)品,其安全性、耐熱性、抗菌性、持久性好。廣泛用于紡織品、容器、薄膜、涂料中。肖士民等4沸石再生方法當(dāng)沸石的交換能力或選擇吸附容量達(dá)到飽和后,就必須對沸石進(jìn)行再生處理,以恢復(fù)其交換能力。飽和失效后的沸石可用物理或化學(xué)方法再生。沸石的再生方法,國內(nèi)外常用的有氯化鈉、氫氧化鈉、氫氧化鈣、蒸汽、酸液等方法?？梢愿鶕?jù)不同的原水水質(zhì)情況,確定不同的再生方法和再生工藝。如處理含油及有機(jī)物過多的水時,可用加熱方法把失效的沸石在500~600℃灼燒而達(dá)到再生目的,加熱再生后沸石的各種損失率之和不足5%;而處理以氨氮或重金屬離子為主的污染水時,可用3%~5%的NaCl或NaCl的酸性溶液進(jìn)行再生5沸石在其他領(lǐng)域的應(yīng)用研究。在各個領(lǐng)域中進(jìn)行其沸石是一種天然的無毒、無味且對環(huán)境沒有影響的吸附劑。用活化沸石處理微污染水具有很多其他方法無法比擬的優(yōu)點(diǎn):活化沸石價(jià)格便宜;耐酸耐堿,熱穩(wěn)定性能好;具有綜合治理污染水源的功能,去除污染物質(zhì)的性能穩(wěn)定可靠,失效后容易再生;設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)方便,特別適用于中小型水處理廠,也可以用于污水深度處理。我國沸石儲量極為豐富,來源很廣,深入開展有關(guān)沸石在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用研究具有廣闊的前景。但是,沸石作為一種新型的環(huán)境協(xié)調(diào)型材料,目前在技術(shù)上還不太成熟,要真正廣泛應(yīng)用于實(shí)踐還需要作大量的工作。如經(jīng)濟(jì)有效的活化方法;沸石與活性炭吸附聯(lián)合使用的最佳工藝;沸石的吸附作用與半導(dǎo)體光催化氧化作用結(jié)合處理污染水源的有效方法;通過擔(dān)載金屬、引入半導(dǎo)體光催化劑對沸石進(jìn)行改性,或者將沸石作為光催化劑的載體,使兩者在處理污染水源時發(fā)揮各自的優(yōu)勢。將這兩種技術(shù)有效的結(jié)合起來,則必將在水處理技術(shù)上產(chǎn)生新的突破。通過中試及生產(chǎn)性試驗(yàn),探討沸石處理各種水源的最佳工藝條件,確定有關(guān)的運(yùn)行參數(shù)。我國的沸石資源豐富,只要我們加強(qiáng)開發(fā)應(yīng)用研究,充分發(fā)揮其成本低、效果好、適應(yīng)面廣的特點(diǎn),就一定