以埃洛石為原料制備NaA分子篩-聚合物復合納米材料的研究.pdf

1、NaA分子篩由于具有均勻的孔道結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積，較強的孔內(nèi)庫倫電場作用，能產(chǎn)生優(yōu)良的離子交換性能或吸附性能。同時獨特的孔徑大小使其在催化裂解、極性/非極性分子分離、氣體/液體干燥分離等方面有重要用途，近些年，被廣泛應用于化工、環(huán)保、石油、冶金及高新技術領域。
　　埃洛石納米管(HNTs)是一種天然硅鋁酸鹽礦物，其化學組成二氧化硅和三氧化二鋁的化學計量比為2∶1，成分與NaA分子篩相同，因此，可通過添加一定量的鈉源和水源合成

2、NaA分子篩。本文以天然HNTs為原料，制備出NaA分子篩/殼聚糖(CTs)復合球形顆粒和NaA分子篩/聚醚砜(PES)復合膜，分別研究其對氨氮離子的吸附性能和油水分離性能。具體研究如下:
　　(1)NaA/CTs復合顆粒的制備與性能研究:以HNTs和CTs為原料，用原位水熱法制備出新型吸附劑NaA/CTs復合顆粒。XRD表明合成的NaA分子篩純凈，單相，結(jié)晶度高;SEM表明多孔NaA/CTs復合顆粒由6～8μm立方形NaA分子篩

3、和殼聚糖結(jié)合構(gòu)成。
　　在靜態(tài)條件下，研究了吸附劑量、pH、溫度、吸附時間、初始濃度等因素對NaA/CTs復合顆粒吸附氨氮離子的影響。吸附過程很好的符合Langmuir模型和Freundlich模型，通過Langmuir數(shù)據(jù)的擬合，計算出最大吸附量為47.62mg/g，并與原始HNTs對氨氮離子的吸附量做了對比。探討了NaA/CTs復合顆粒對氨氮離子的吸附機理，吸附過程很好的符合準二級動力學模型，為自發(fā)的吸熱過程。再生和重復利用實

4、驗表明，經(jīng)過10次吸附-解析循環(huán)，吸附容量仍能保持90％以上。
　　同時在動態(tài)條件下，研究了柱高、初始濃度、流速對NaA/CTs復合顆粒吸附氨氮離子的影響。NaA/CTs復合顆粒對氨氮的吸附量隨著柱高和初始濃度的增大而增大，流速的影響比較復雜，流速越小吸附量越大。通過數(shù)據(jù)擬合，吸附過程很好的符合了BDST和Thomas模型。動態(tài)循環(huán)實驗表明，NaA/CTs復合顆粒在動態(tài)條件下也具有較好的吸附性能和循環(huán)性能，并在較長時間的實驗條件下

5、，保持良好的化學性能和機械穩(wěn)定性。
　　(2)NaA/PES復合膜的制備與性能研究:以PES和活化HNTs為原料，分別配制PES標準鑄膜液和活化HNTs/PES共混鑄膜液。分別用共混鑄膜液和標準鑄膜液刮出的膜為基膜，在玻璃板上分別制備出Ⅰ型復合膜和Ⅱ型復合膜，再經(jīng)過原位水熱反應制備出Ⅰ型NaA/PES復合膜和Ⅱ型NaA/PES復合膜。XRD結(jié)果表明膜內(nèi)成功合成純凈NaA分子篩;從SEM結(jié)果可以看出，制備的Ⅰ型NaA/PES膜有明顯

6、的雙層結(jié)構(gòu)，一層為PES膜層，具有明顯豎直指狀孔結(jié)構(gòu)，另一層為NaA/PES混合層，由1～2μm的立方形分子篩和聚醚砜粘結(jié)而成;Ⅱ型NaA/PES膜無明顯雙層結(jié)構(gòu)。
　　接觸角測試表明，制備的Ⅰ型NaA/PES復合膜和Ⅱ型NaA/PES復合膜表面都能被純水完全濕潤，具有良好的親水性。相比于PES膜的純水通量27.45L/m2·h，Ⅰ型NaA/PES膜和Ⅱ型NaA/PES膜純水通量都有提高，分別達到31.2L/m2·h和55.58L