氨氮在天然沸石上的吸附及解吸
1)
张 曦 吴为中 温东辉 李文奇 唐孝炎
(北京大学环境科学中心,北京,100871)摘 要 研究了氨氮浓度、温度、时间、共存阳离子等对氨氮在天然沸石上吸附的影响,比较了HCl 及NaCl 溶液对氨氮解吸的效果,初步探讨了沸石吸附氨氮后自然硝化的规律.
结果显示,随着氨氮浓度的增大或温度的升高,沸石吸附量上升,最大可达1115mg ?g -1;沸石吸附的初始阶段(0—8h ),沸石吸附量随时间显著上升,此后趋于平缓;在不同阳离子共存的情况下,K +可使沸石吸附量降低50%以上;HCl 溶液对氨氮解吸的效果好于NaCl 溶液,解吸率最高可达到60%;沸石吸附的氨氮在硝化细菌作用下可转化为硝氮,溶液中硝氮浓度120h 后可达9mg ?l -1,在总氮中比率达到27%.
关键词 氨氮,沸石,吸附,解吸,硝化.
天然沸石是含水多孔铝硅酸盐的总称,其结晶构造主要由(SiO )四面体组成,其中部分Si 4+为Al 3+取代,导致负电荷过剩,因此,结构中有碱金属(或碱土金属)等平衡电荷的离子.同时沸石构架中有一定孔径的空腔和孔道,决定了其具有吸附、离子交换等性质[1,2],其离子交换选择性顺序为:
Cs +>Rb +>K +>NH +4>Ba 2+>Sr 2+>Na +>Ca 2+>Fe 3+>Al 3+>Mg 2+>Li +
可见其对氨氮具有很强的选择性吸附能力,因而可被应用于氨氮废水的处理[3,4].
本实验探讨了氨氮浓度、温度、时间、共存阳离子对天然沸石吸附氨氮的影响,研究了不同化学洗脱液对氨氮解吸的效果,考察了沸石所吸附的氨氮在溶液中的自然硝化作用,旨在探索氨氮在沸石上吸附及解吸的规律,为沸石用于氨氮废水处理奠定基础.1 实验部分
111 沸石的静态吸附实验
选取浙江缙云产斜发沸石(典型晶胞组成为:Na 6[(AlO 2)6(SiO 2)30]?24H 2O )为试验材料.其主要物理特性为:Si/Al 为412—513,粒径为2—3cm ,孔隙率为30—40%,动力学直径为319!.
称取30g 沸石放入500ml 锥形瓶中,加入不同浓度(C 0)的NH 4Cl 溶液200ml ,置恒温水浴振荡器中振荡,使氨氮在液相和沸石固相间的分配达到平衡,72h 后取出样品,静置15min ,取上清液测定NH 32N 的平衡浓度(C e ),计算沸石对NH 32N 的吸附
2002年5月17日收稿.
1)基金项目:科技部重大专项“滇池流域农业面源污染控制技术”(K 99053502).
第22卷 第2期
2003年 3月环 境 化 学E NVIRONME NT A L CHE MISTRY V ol.22,N o.2 March 2003
量.实验中改变NH 4Cl 溶液浓度、温度、振荡时间、共存阳离子等实验条件,进行不同条件下的吸附实验对比.吸附量(Γ,mg ?g -1)计算公式如下:
Γ=(C 0-C e )V/m
式中,C 0:NH 4Cl 溶液起始浓度,mg ?l -1;C e :吸附后NH 4Cl 溶液平衡浓度,mg ?l -1;V :溶液体积,l ;m :沸石重量,g.
112 化学解吸实验
将不同NH 32N 浓度下吸附达到平衡的沸石置于恒温箱中,75℃下干燥12h ,然后在干燥器中静置至室温.按上述步骤放入锥形瓶,加入NaCl 或HCl 溶液恒温振荡72h ,取出后测定沸石的吸附量,以新鲜沸石吸附量为对比计算解吸率(η,%).
η=(1-Γ/Γ0)×100%
式中,Γ0:新鲜沸石氨氮吸附量,mg ?g -1;Γ:解吸后沸石残留的氨氮吸附量,mg ?g -1.113 自然硝化实验
在与阳光及大气接触的开放条件下,将30g 沸石浸没于5g ?l -1NH 4Cl 溶液中,使之静置吸附,3d 后沸石表面生长出绿色藻类,此时取出沸石,缓慢清洗沸石表面残留的NH 4Cl 溶液,于75℃下干燥12h ,在干燥器中静置至室温,然后置于500ml 50mg ?l -1的NH 4Cl 溶液中,20℃恒温并光照条件下培养,定期检测溶液pH 值、溶解氧(DO )以及溶液中NH 32N 及NO -32N 的浓度,考察沸石吸附氨氮的自然硝化作用.
2 结果与讨论
211 吸附等温线
图1显示了不同温度下沸石在NH 32N 起始浓度为5mg ?l -1—10g ?l -1的NH 4Cl 溶液中的吸附量.从图1可见,随着氨氮浓度的增大,吸附平衡后沸石上氨氮的吸附量上升.NH 32N 起始浓度小于1000mg ?l -1时,随着浓度的增大,沸石吸附量上升趋势明显,曲线较陡;NH 32N 起始浓度大于1000mg ?l -1后,吸附量随浓度的上升趋势减缓;NH 32N 起始浓度大于5000mg ?l -1后,曲线形成一平台,表明沸石吸附达到最大值,约为1115mg ?g -1.同时,随着温度的升高,沸石吸附量亦增大,但在10℃的变化范围内,吸附量增加不多.沸石这种吸附特性符合Freundlich 吸附规律[5],即吸附量与溶液浓度的对数关系为线性.根据Freundlich 吸附等温式(Γ=KC 1/n ),可拟合出以上三条等温线的吸附方程式,结果见表1.
表1 不同温度下的吸附等温式
T able 1 Ads orption equations in the different tem peratures
T /℃吸附等温式
相关系数K n 25ln Γ=018005ln C -414389
01988301011811249235ln Γ=017916ln C -413317
01988301013111263345ln Γ=017915ln C -412479019850010143112634
761 2期 张曦等:氨氮在天然沸石上的吸附及解吸
氨氮在沸石上的吸附机理以化学吸附作用与离子交换作用为主.溶液中氨氮浓度愈大,可供交换的氨氮较多,而且溶液本体与沸石表面形成的浓度差愈大,造成氨氮向沸石内部迁移并进行交换反应的动力也愈大,因此,沸石的吸附量增加;当温度升高时,
不仅使得氨氮克服沸石表面界膜阻力的能力增加,而且促使沸石表面吸附的氨氮沿沸石微孔向沸石内部迁移,因而沸石吸附量也增大.
图2显示吸附前后溶液pH 值的变化,随着温度的上升pH 值升高的趋势变得明显.根据氨氮在沸石上吸附的离子交换机理,加上对沸石结构组成的综合分析,可认为是沸石晶体中Na +等平衡电荷离子被NH +4取代而进入溶液,造成溶液pH 值升高.
图1 不同温度下氨氮在沸石上的吸附等温线
Fig 11 Ads orption is otherms of amm onia 2nitrogen
onto the zeolite in the different tem peratures 图2 吸附前后溶液pH 值的变化Fig 12 pH values in NH 4Cl s olution before
and after ads orption
212 吸附速率
图3是25℃,氨氮浓度为5mg ?l -1时溶液中沸石吸附量随时间变化的曲线.在沸石吸附的初始阶段(0—8h ),沸石吸附量随时间显著上升,此后趋于平缓,8—48h 内吸附量增加不大,显示了沸石“快速吸附,缓慢平衡”的特点.根据时间等温线,可计算此条件下沸石吸附速率,发现其符合班厄姆公式:d Γ/d t =Γ/(σt ).其中Γ表示吸附量,t 表示时间,σ为吸附速率常数.本实验中吸附量和时间取对数后具有较好的线性关系:ln Γ=01132ln t -318412(r =019715).
213 共存阳离子的影响
多种阳离子都存在对氨氮的吸附竞争,尤其是K +,沸石对其吸附能力在氨氮之上.实验选择K +,Na +,Ca 2+,Mg 2+四种金属离子(浓度均为011m ol ?l -1)与氨氮共存,分别在5mg ?l -1和50mg ?l -1两种氨氮浓度下,测定沸石吸附量的变化.结果见图4.由图4可见,在阳离子共存的情况下,沸石对氨氮的吸附量降低,而以K +的影响最大,使得沸石对氨氮的吸附量降低50%以上,Na +,Ca 2+,Mg 2+三种离子的影响相仿,差别不大.
214 化学洗脱作用下沸石的解吸
氨氮在沸石上的吸附主要基于离子交换和化学吸附作用,同样地,如果采用较高浓度的洗脱液使沸石上的氨氮被交换下来,则能够达到解吸的目的.图5显示了在250mg ?l -1的NaCl 和HCl 溶液洗脱作用下沸石上氨氮的解吸情况.HCl 溶液对沸石解吸的效果较好,在不同的氨氮浓度下其解吸率均高于NaCl 溶液,最高达到60%,这是由于
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H +比Na +更容易取代NH +4的缘故;而在两种洗脱液中都呈现出沸石解吸率随着沸石吸附量的增大而增大的现象,其原因在于初始吸附的氨氮不仅在沸石表面结合较牢固,而且向沸石内部迁移,因此,不易被其它离子取代,而沸石表面被氨氮完全占据后,吸附作用愈来愈弱,结合不甚牢固,
因此,后吸附的氨氮容易被洗脱.
图3 沸石吸附量随时间的变化曲线
Fig 13 Curve of ads orption capacity
variation with time 图4 共存阳离子对吸附量的影响Fig 14 E ffects of coexisting cations on the ads orption capacity
图5 不同溶液对氨氮解吸的效果
Fig 15 E ffects of different s olution on the des orption efficiency
215 氨氮的自然硝化
实验中沸石吸附氨氮后暴露于大气和阳光之中,以满足自然硝化细菌生长的条件.在这种自然硝化过程中,沸石表面氨氮在硝化细菌作用下转化为硝氮,致使溶液中硝氮浓度升高,同时,沸石孔径中的氨氮向外部迁移,逐步转化为硝氮,这实际上是一种微生物作用下的解吸作用.而新鲜沸石上由于没有细菌生长,因而只有吸附作用发生.
由图6可见,自然硝化过程中溶液pH 值先升后降,其原因在于表面生长有大量硝化细菌的沸石浸没在NH 4Cl 溶液中,沸石由于未达到其吸附容量,因此,继续吸附氨氮,造成溶液pH 值升高.此后由于硝化作用的进行,溶液中硝氮浓度增大,因此,pH 值降低;与此同时,与新鲜沸石形成对比,生长有硝化菌的沸石在溶液中出现DO 显著降低的现象,这是硝化过程中氨氮被氧化成硝氮而耗氧的结果.图7显示了自然硝化过程中硝氮浓度明显上升的趋势,开始为零,120h 后接近9mg ?l -1,在所有氮形态中比率达到27%(见表2),此后硝氮的增长趋于平缓.
961 2期 张曦等:氨氮在天然沸石上的吸附及解吸
图6 自然硝化过程中溶液pH 值和
DO 的变化
Fig 16 pH and DO of s olutions within the
nitrification process 图7 自然硝化过程中溶液中NH 32N 和NO -32N 浓度的变化Fig 17 NH 32N and NO -32N concentrations
variation within the nitrification process
表2 自然硝化过程中各形态氮占总氮的比率随时间的变化
T able 2 Ratio of NH 32N ,NO -22N and NO -32N in total nitrogen within the nitrification process
t /h 0
2472120216360ηNH 32N /%100
8917882127721787118371167ηNO -2
2N /%0
01080113011401170122ηNO -3
2N /%010114121602710828100281123 结论
(1)随着溶液氨氮浓度的增大或温度的升高,沸石吸附量上升,沸石的吸附特性符合Freundlich 吸附规律.吸附前后溶液pH 值升高,这是由于沸石晶体中Na +等平衡电荷离子被NH +4取代而进入溶液的结果.
(2)沸石具有“快速吸附,缓慢平衡”的特点,即沸石吸附的初始阶段(0—8h ),沸石吸附量随时间显著上升,此后趋于平缓.在阳离子共存的情况下,沸石对氨氮的吸附量降低,而以K +的影响最大,其使沸石的吸附量降低50%以上.
(3)HCl 溶液对沸石的解吸效果较好,在不同的氨氮浓度下其解吸率均高于NaCl 溶液,最高达到60%;而在两种洗脱液中都呈现出沸石解吸率随着沸石吸附量的增加而增加的现象.
(4)沸石吸附的氨氮在硝化细菌作用下转化为硝氮,其浓度呈明显上升的趋势,20℃恒温光照培养120h 后硝氮浓度接近9mg ?l -1,在所有氮形态中比率达到27%;同时出现溶液pH 值先升后降及DO 显著降低的现象.
参 考 文 献
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ADSORPTION AND DESORPTION OF AM MONIA 2NITROGEN
ONT O NAT URA L ZEO LITE
ZH ANG Xi WU Wei 2zhong WEN Dong 2hui LI Wen 2qi T ANG Xiao 2yan
(Center of Environmental Sciences ,Peking University ,Beijing ,100871)
ABSTRACT
The effects of amm onia 2nitrogen concentration ,tem perature ,time ,coexisting cations on the ads orption of amm onia 2nitrogen onto the natural zeolite were studied ,while the effects of HCl and NaCl s olution on the des orption of amm onia 2nitrogen from the natural zeolite were discussed respec 2tively.Nitrification of amm onia 2nitrogen on the zeolite in NH 4Cl s olution was als o researched.With amm onia 2nitrogen concentration or tem perature increasing in NH 4Cl s olution ,ads orption capacity of zeolite w ould rise to the maximum value of 1115mg ?g -1.In the beginning of the ads orption process (0—8hour ),ads orption capacity of zeolite w ould rise obviously ,and after this period ,it w ould rise slowly.Due to the coexisting of K +,ads orption capacity of zeolite could decrease 50%.C om pared to the NaCl s olution ,HCl s olution had a better effect on the des orption of amm onia 2nitro 2gen with the maximum des orption efficiency of 60%.Amm onia 2nitrogen on the natural zeolite could be trans formed to nitrate 2nitrogen under the effect of nitrification bacteria ,and the concentration of nitrate 2nitrogen in NH 4Cl s olution could reach 9mg ?l -1in 120hours with the ratio of 27%in total nitrogen.
K eyw ords :amm onia 2nitrogen ,zeolite ,ads orption ,des orption ,nitrification.171 2期 张曦等:氨氮在天然沸石上的吸附及解吸
沸石吸附的研究进展 摘要：本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究，目的是加强认识脱碘的机理，为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述，提出了存在的问题和解决的思路。 关键字：沸石脱碘吸附传质 前言 沸石是含碱土金属或碱金属的具有三维空间结构的硅铝酸盐晶体，分为天然沸石和人工沸石。天然沸石空隙中充满大量的水分，加热时会沸腾而得其名。人工合成沸石是以硅和含铝的盐为原料，经过水热合成大小与分子大小相当的材料，也称分子筛。沸石的化学通式为M x/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O,其中M通常为Na、K、Ca等金属离子。 沸石比表面积适中，一般为500~800m2/g;其孔结构以微孔为主，孔径较小，一般主孔径最大不超过2.5nm，且分布均一。沸石分子筛是通过氧硅四面体和氧铝四面体单元在过氧架桥作用下形成的，其中氧铝四面体带负电性，且孔道内分布有金属阳离子，容易与外界的阳离子发生交换，表现出离子交换性。常用的分子筛全交换工作容量在2.0~2.5mg/g。 沸石是一种强极性吸附剂，极易水分子等极性分子，且由于自身铝硅比和孔径大小不同，对不同极性分子具有选择性，孔道内有可被交换的金属阳离子，对某些特定分子有特殊的吸附作用。 在废气处理方面，沸石可以吸附废气中的SO2和NO x，但是其吸附量低。利用 改性方法可改变沸石的电性、孔径等，可以用来对不同分子特性和直径的气体进行吸附。在水处理方面，利用沸石的离子交换能力，可以吸附去除废水中的氨氮，也可以利用利用改性沸石处理高氟污水或地下水，有价格低的优势，但吸附容量往往不高。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附，通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂，达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 （1）物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力（Van der waals），而产生了范德华吸附，它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时，液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理，与气体的液化和冷凝时的机理类似，其吸附热比较低。从分子运动观点看，这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动，也会从固体表面脱离而进入液体中去，但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应，吸附的进程极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域，单位体积固体表面所吸附的量非常小。（2）化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换，使其吸附性能发生较大变化，即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来，与
根据废水中氨氮浓度的不同，可将废水分为3类：高浓度氨氮废水（NH3-N>500mg/l）,中等浓度氨氮废水（NH3-N：50-500mg/l），低浓度氨氮废水（NH3-N<50mg/l）。然而高浓度的氨氮废水对微生物的活性有抑制作用，制约了生化法对其的处理应用和效果，同时会降低生化系统对有机污染物的降解效率，从而导致处理出水难以达到要求。 故本工程的关键之一在于氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化学法、生物法。 物理法含反渗透、蒸馏、土壤灌溉等处理技术；化学法含离子交换、氨吹脱、折点加氯、焚烧、化学沉淀、催化裂解、电渗析、电化学等处理技术；生物法含藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等处理技术 目前比较实用的方法有：折点加氯法、选择性离子交换法、氨吹脱法、生物法以及化学沉淀法。1．折点氯化法去除氨氮 折点氯化法是将氯气或次氯酸钠通入废水中将废水中的NH3-N氧化成N2的化学脱氮工艺。当氯气通入废水中达到某一点时水中游离氯含量最低，氨的浓度降为零。当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多。因此该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。处理氨氮废水所需的实际氯气量取决于温度、pH值及氨氮浓度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯气。pH值在6～7时为最佳反应区间，接触时间为0.5～2小时。 折点加氯法处理后的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫进行反氯化，以去除水中残留的氯。1mg残留氯大约需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化时会产生氢离子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg残留氯只消耗2mg左右（以CaCO3计）。折点氯化法除氨机理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl- 折点氯化法最突出的优点是可通过正确控制加氯量和对流量进行均化，使废水中全部氨氮降为零，同时使废水达到消毒的目的。对于氨氮浓度低（小于50mg/L）的废水来说，用这种方法较为经济。为了克服单独采用折点加氯法处理氨氮废水需要大量加氯的缺点，常将此法与生物硝化连用，先硝化再除微量残留氨氮。氯化法的处理率达90%～100%，处理效果稳定，不受水温影响，在寒冷地区此法特别有吸引力。投资较少，但运行费用高，副产物氯胺和氯化有机物会造成二次污染，氯化法只适用于处理低浓度氨氮废水。
院级本科生科技创新项目 研究报告 项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究 立项时间2014年10月 计划完成时间2015年12月 项目负责人储万熠 学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班 北京科技大学教务
摘要 变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。 ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。为研究提高分子筛寿命的研究提供可靠有效的实验数据。
Research of Prolong the Life of Pressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve Abstract The keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand TEMcharacterization ofphysicalandchemicalproperties ofmolecular sieveinquiryto determine theimpact onmolecular sievesconditions. The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air separation adsorbent bed based on the porous medium model, resulting in the flow state within the bed of gas and component concentration distribution for providing valid and reliable experimental data of improving molecular sieve’s life.
沸石在环境中的吸附特性的研究进展 张艳艳 南京工业大学环境学院环境工程 摘要:沸石是一种优良的吸附剂，具有成本低、使用方便、安全且不会造成二次污染等特点。其特性对于控制环境污染极为重要，尤其适用于水处理，净化空气，脱水方面，同时还可作滤料。沸石的应用前景广泛，应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究，充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围，使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。 关键词：沸石吸附作水处理 Study on investigation processes of zeolite adsorption effect in the environment Zhang Yanyan Nanjing University of Technology Collgege of Environmental Sciences Abstrac t：Zeolite is a superior adsorbent,which is cheap, convenient, safe and without any secondary pollution. Its characteristics are quite useful for the environmental pollution-control, particularly suitable for water treatment, air purification, dehydration aspect, and it can also be a filter. The application prospects of zeolite is quite extensive,the attention should be focused on the further study of all kinds of natural zeolites and their character, structure and modification to widen their application in water treatment. Key words: zeolite; adsorption ;water treatment 1 引言 沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业中有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性
沸石实验初步报告 一、实验的目的和意义：随着矿渣微粉应用的普及，矿渣供应越来越紧，而且价格越来越高，寻找一种新的材料完全或部分取代矿渣很有必要。沸石是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物，常见于喷出岩，特别是玄武岩的孔隙中，也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中，其阳离子交换性、吸附性、分子筛这三种特性构成了沸石应用领域广泛的物性基础，广泛应用于建筑工业、农业、轻工业、环保以及国防等领域。 沸石在建材工业领域的应用主要有： 1、作为水泥活性混合材料，水泥工业用量最大。该矿石粉碎后不再做其它加工，可以直接掺入水泥熟料中，从而降低水泥的生产成本。 2、使用沸石作发泡剂，应用于制造泡沫轻质建筑砌块，配制多孔混凝土，生产硅钙板，建筑灰膏等。 3、应用沸石烧制人工轻骨料“陶粒”，具有轻质，高强，吸水率等特点。陶粒被广泛应用于新型建筑材料工业以及建筑业，代替粘土砖，还可以应用于农业搞无土栽培。再就是环保方面做洁净美化，污水过滤，烟尘过滤，隔音材料等。 4、用沸石作因化剂，可将有害的废料固定在混凝土当中。 5、可以加工制造成小颗粒，直接掺入水泥中作轻骨料，生产建筑砌砖，空心砖，轻质高强板材等。 因此，本次试验主要是探索沸石在建材产品中应用的可行性 二、样品制备：从潍坊矿山及水泥厂取各种沸石，用试验小磨分别磨制到不同比表面积。A、铁红色颗粒状（取自水泥厂）；B、颗粒状青色（矿山）；C、粉状青色（与B同一矿山） 制备如下： 比表面积 样品样品名称 ≥400 ≥500 ≥600 ≥800 粉磨时间8ˊ--- A 比表面积470 --- 比表面积398 510 625 829 B 粉磨时间7ˊ15ˊ18ˊ22ˊ20" 比表面积398 470 603 757 C 粉磨时间13ˊ20ˊ32ˊ60ˊ
沸石吸附氨氮技术研究进展 摘要：介绍了沸石脱除氨氮的原理和再生机制，综述了国内外应用沸石在改良常规污水处理工艺、作为氨氮污水处理系统的介质与最终出水的氨氮控制环节等方面的研究进展。炼油催化剂生产过程中产生的污水氨氮浓度高,先后试验了多种处理方法,但水中的氨氮很难达标。研究经济合理的工艺去除催化剂生产污水中的氨氮是紧迫而实际的。沸石吸附可作为组合工艺予以试验。 关键词：沸石污水处理氨氯 氨氮对人体和水体具有一定的危害,水质指标中氨氮是引起水体富营养化和环境污染的一种重要污染物。去除污水中氨氮的方法有生物硝化法、气体吹脱法和离子交换法”等．生物法无污染，耗能低，但其转换作用缓慢，去除难于彻底；气体吹脱法工艺简单，投资少，但易造成二次污染；而离子交换法却没有以上不足，且反应过程稳定、易控，吸附剂可再生利用，处理成本较低，特别是使用沸石作为吸附剂时．沸石具有稳定的硅氧四面体结构、大小均一的宽阔空间和连通孔道，能够吸附大量的氨氮，因此被认为是最有应用前景的去除氨氮吸附剂．。鉴于沸石有着良好的吸附与离子交换性能,而我国是世界上少数几个富产沸石的国家之一,美、日等发达国家已将沸石应用在污水处理、特效干燥剂、土壤饲料改良剂等方面,而我们大部分停留在出卖原矿为主甚至干脆闲置不用。因此加强对沸石的开发和利用研究非常必要。 沸石脱氨氮技术是近年来引起人们重视的一种生物物化相结合实现污水脱氨氮的新技术，这一技术就是把沸石对铵根离子的选择性吸附能力和生物硝化反硝化结合起来,加强生物脱氨氮系统的性能和效率 一、沸石对污水中氨氮的去除机理 沸石是具有四面体骨架结构的多孔性含水硅铝酸盐晶体,有良好的吸附及离子交换性能;同时沸石比表面积大,对微生物无毒害,易于附着微生物作为生物载体。生物沸石脱氨氮工艺中,一方面沸石用于生物载体富集硝化菌;另一方面沸石通过离子交换作用吸附水中的铵,还有很重要的一方面就是沸石表面生物膜中的硝化菌将吸附在沸石上的氨氮转化为硝酸盐,形成了一个自我吸收、自我消化的循环过程。通过生物方式不但能使沸石不断得到再生,还能提高脱氨氮的硝化性能,利用微生物作用有效地去除氨氮。此时,沸石得以全部或者部分自我再生,可以继续循环使用。生物沸石脱氨氮过程实质是化学吸附、离子交换和生物硝化三个过程。 沸石孔径一般在0.4 nm左右，大于这个孔径的分子和离子将不能进入，而NH4+的离子半径为0.286 nm，很容易进入沸石晶穴内部进行离子交换，沸石对氨氮具有很强的选择性吸附能力，其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。利用沸石的离子交换吸附能力去除污水中的氨氮包括：吸附阶段和沸石再生阶段，沸石再生可分为化学再生法和生物再生法。
沸石分子筛用于气体吸附分离的原因 氧气、氮气、一氧化碳及甲烷都是重要的工业原料气体。随着工业的发展，这些原料气体的需求量不断地增加，使N2/O2分离、N2/CH4分离、CO/N2分离及CO/CH4分离具有非常重要的工业意义。工业上气体分离过程有深冷法、吸附分离法等。过去二十多年来，吸附分离法取得了很大的发展，尤其是变压吸附(PSA)循环的逐渐完善，使得气体吸附分离更为经济有效。吸附剂是PSA气体分离技术的基础，吸附剂的性能直接影响最终分离效果，甚至影响工艺步骤的选择和PSA的生命力。适用于PSA的吸附剂必须对目的气体有高的吸附容量和分离选择性；吸附剂的分离选择性系数Α只有在大于3时，PSA过程才具有经济性；当Α低于2时，就很难设计出一个满意的PSA分离过程。在工业上，孔隙率高且通常用于气体或蒸气混合物分离的吸附剂主要有沸石分子筛、活性炭、活性粘土、硅胶及活性氧化铝。沸石分子筛以其规整的晶体结构、均匀一致的孔分布和可调变的表面性质在吸附分离领域得到广泛应用。 沸石分子筛是结晶硅铝酸盐，普通化学式为Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]·mH2O.它在气体分离过程中备受欢迎的一些独特性能是： a.晶体三维微孔结构赋予其很高的热稳定性和水热稳定性； b.与活性炭等吸附剂不同，其孔结构均匀一致，孔大小分布单一； c.通过不同骨架外阳离子交换，可以调变其孔的尺寸； d.通过改变骨架硅铝比，可调变其表面极性； e.与其它类型吸附剂相比，即使在较高的温度 和较低的吸附质分压下，仍有较高的吸附容量。 PSA过程主要是基于以下因素：
沸石分子筛是一种离子型极性吸附剂，孔道表面高度极化，即沸石晶穴内部有强大的库仑场和极性使其易于吸附极性较强、极化率较大的分子。当沸石分子筛晶体粉末与粘合剂经挤压成型时，晶体微粒间形成大孔，这些大孔与晶粒自身的微孔构成了双分散二级孔结构，使其更加符合工业气体分离方面的应用。影响沸石分子筛气体吸附分离的因素主要是，沸石分子筛的孔道(尤其是孔口)的几何因素和沸石分子筛的骨架外阳离子产生的电子因素。由表1可知，这几种气体分子的大小和极性都较为接近。但是，沸石分子筛能将气体有效分离的奥妙在于，沸石分子筛通过离子交换等改善其表面电性和调变其孔口尺寸，从而使具有微小极性差异的气体分子分离开。 总之，沸石分子筛具有适应工业气体分离要求的独特结构，同时可通过离子交换、改变硅铝比、调变骨架元素等方面对其改性，从而实现N2/O2，CH4/N2，CO/N2及CO/CH4的有效分离。
沸石脱碘吸附剂的机理及研发 摘要：本文主要通过沸石分子筛吸附剂对碘吸附的原理及传质影响的研究，目的是加强认识脱碘的机理，为进一步开发沸石吸附剂的应用提供一定的理论依据。同时针对目前国内外的研发及应用情况进行了概述，提出了存在的问题和解决的思路。 关键字：沸石脱碘吸附传质 一、前言 沸石是一种多孔性骨架型硅铝酸盐分子筛，可作为离子交换剂、吸附分离剂、催化剂等。沸石骨架中微孔孔径由于孔穴的结晶性质使其分布非常均一，内部的孔穴对大小不同的分子可进行选择性吸附，即可依据沸石吸附剂晶体内部孔穴大小吸附一定大小的分子，能将混合物中各组分高效分离，或将其中杂质彻底脱除，特别是一些困难的分离过程，所以吸附分离的应用已越来越受到重视。 沸石吸附剂脱碘的特性就是一种选择性吸附，通过选择适合碘分子大小孔径的沸石制成吸附剂，达到吸附碘的目的。 二、沸石吸附剂的脱碘原理 1. 吸附原理 （1）物理吸附 沸石吸附剂吸附碘包括物理吸附和化学吸附。物理吸附主要是由于溶液中的碘与沸石分子筛固体表面之间存在范德华力（Van der waals），而产生了范德华吸附，它是可逆的。当沸石分子筛表面分子与液体中碘之间的引力大于液体内部分子运动时，液体中的碘就被吸附在沸石分子筛表面上。它们之间的吸引机理，与气体的液化和冷凝时的机理类似，其吸附热比较低。从分子运动观点看，这些吸附在沸石吸附剂表面的分子由于分子运动，也会从固体表面脱离而进入液体中去，但其本身不发生化学变化。所以物理吸附的特征就是吸附物质不发生任何化学反应，吸附的进程极快，参与吸附的各相间的平衡瞬时即可达到。而且这种吸附通常在固体表面几个分子直径的厚度区域，单位体积固体表面所吸附的量非常小。（2）化学吸附 化学吸附是由于沸石通过所存在的孔道和空腔中的阳离子交换，使其吸附性能发生较大变化，即沸石通过与含Ag的可溶性盐类溶液进行离子交换成银离子型沸石。其脱碘的原理是这种载在沸石上的可交换的银离子从沸石上解离出来，与碘相互作用，生成难溶的AgI
关于沸石吸附性的报告 一沸石的物理性质 沸石，别名硅酸铝钾盐，英文名称Zeolite或Aluminosilicate。其晶体多呈纤维状、毛发状、柱状，少数呈板状或短柱状。密度为1.9~2.3g/cm3，基本组成如下表： 二沸石的吸附原理 天然沸石是一种含水架状结构硅铝酸盐矿物质，其结构特点除了有离子交换性（极易与周围水溶液的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶体结构不被破坏），催化性（其大孔穴可容纳一定数量的物质，从而促使化学反应在其表面加速进行）外，还有吸附性。其吸附原理如下： 2.1 沸石的“分子筛”作用 沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴和通道的体积有的可占沸石晶体体积50%以上，这些空穴和通道在一定物理化学条件下具有精确而固定的直径（3—10A）。各种不同的沸石其直径也不同，小于这个直径的物质能够被其吸附，而大于这个直径的物质则被排除在外，这种现象被称为“分子筛”作用。 2.2 沸石的静电作用 沸石具有较大的静电吸引力，在它的铝硅酸盐格架上的电荷即阳离子晶格上的负电与平衡阳离子正电的电荷中心在空间上是不重叠的，所以在其孔穴中有很大的静电吸引力，因而使沸石对极性物质具有优先选择吸附作用。
2.3 沸石的色散力作用 沸石具有很大的比表面积（达500-800平米/克）因而能产生较大色散力，可用做出色的吸附剂，对于主要由扩散力起作用的吸附过程，在大多数情况下，特别是在低分压范围内，沸石的吸附容量很大，高于其它许多吸附剂，但在高分压范围内，沸石的吸附容量往往很小。 三沸石的应用 3.1 沸石在水处理方面的应用 人们利用天然沸石NH4+离子具有很强的选择性吸附能力，用它来从废水中除去氨氮，其中斜发沸石的氨氮去除能力较强。袁俊生等[13]研究过斜发沸石去除水中氨氮的工艺条件和处理效果。结果表明：在废水的pH值为7时，沸石对NH4+的平均交换容量达到12.96 mg/L，处理后水中氨氮低于50 mg/L。 天然沸石经过多种特殊工艺活化后，可以使沸石吸附性能更强，离子交换性能更好，更有利于去除水中各种污染物，成为多功能深度水处理的能替代活性炭的新型材料。 活化沸石就是其中的代表产品，它不仅能去除水中的浊度、色度、异味，而且对水中有害的重金属，如：铬、镉、镍、锌、汞、铁离子及有机物：酚、六六六、滴滴涕、三氮、氨氮、磷酸根离子等物质具有吸附交换作用，也有利于去除水中各种微污染物且水浸出液不含有毒，有害人体物质，去除水中铁、氟效果更为显著。因此活化沸石是工业给水、废水处理及自来水过滤的新型理想滤料 3.2 沸石在其它方面的应用 例如，在畜牧养殖业和饲料工业中，较常用的斜发沸石和合成沸石(4A沸石)添加剂，它们能够促进动物生长、提高生产性能、增加经济效益；在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用；在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定…… 四报告结论
沸石去除氨氮影响因素的研究 摘要：沸石具有一定去除氨氮的能力，通过控制条件，如温度吸收时间粒径及共存离子的其中之一影响因素，在静态条件下确定沸石去除氨氮的最佳浓度，接触时间，以及最佳粒径的选择。本文主要研究不同粒径的去除效果及存在共存离子对氨氮的影响。 Element Study on Removing off Ammonia Nitrogen in W ater by Zeolite Abstract: Zeolite can remove off ammonia nitrogen. In the static condition, it can ascertain the optimal density, touching time and the most appropriate granule size of zeolite removing ammonia nitrogen, through controlling one of the factors, such as temperature, absorbing time, size and coexisting granule. The paper mainly the removing effect of different granule sizes as well as the influence of coexisting granule on ammonia nitrogen. Key words: Ammonia Nitrogen Size Zeolite Removing 前言：近年来，随着社会的发展，水中各种污染越来越严重，有机物，重金属，氨氮等。都严重威胁着人类的生存发展。所以对各种污染物的去除方法的研究在国内外发展迅速，而利用沸石去除水中氨氮的研究也各有侧重的进行着。本着对沸石去除效果以及各种因素对去除率的影响的研究，根据文献资料的查阅设计实验方案，限定某一实验条件，改变另一条件，进而确定最佳接触时间，控制水中氨氮浓度以增大沸石利用率，选取最高利用去除率的粒径用于实际工业过程中，测定其他负影响因素，在去除过程中尽量降低这种干扰。 实验部分 1药品与仪器1000mg/l氯化铵贮备液酒石酸钾钠钠氏试剂蒸馏水 白银沸石 磨口锥形瓶，50ml比色管，移液管，20mm比色皿，FA2004N型电子天平，LG10-2.4A型离心机，THZ-82A型气浴恒温振荡器，VIS-723G分光光度计2标准曲线绘制吸取0，0.50，1.00,2.00,4.00,6.00,8.00,10.00ml铵标准工作液分别于50ml比色管中，加水至接近刻线，加入1ml酒石酸钾钠溶液混匀，加入1ml钠氏试剂定容后混匀。静置十分钟左右，在波长420nm处，用光程20mm 比色皿，以水为参考，在VIS-723G分光光度计下测定吸光度
改性沸石处理含氨氮废水 NH3-N是高耗氧性物质，每毫克NH3-N氧化成硝酸盐要消耗4157mg的溶解氧，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭。作为一种无机营养物质，NH3-N还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因，对鱼类及某些水生生物有毒害。桂林某旅游景区的污水处理系统原设计水量为180m3/d，投入使用后，由于实际服务人口增加，导致水量增加。该污水处理工艺未设污泥处理系统，长期以来，沉淀池的污泥通过排入化粪池达到减量目的。以上原因导致该工艺在运行三年后出水氨氮严重超标，污染周围水体，急需脱除水中的氨氮。对于氨氮废水的处理，用常规的生物化学方法去除氨氮效率低、周期长、成本高；用活性炭吸附、磷酸铵镁沉淀等物理化学方法也因其工艺本身的缺陷、成本高等原因而无法广泛应用。因此，寻求高效、切实可行的去除氨氮的方法十分必要。近年来，国内外开展了用沸石去除水中氨氮的研究。沸石是一种廉价的无机非金属矿物，利用它去除水中的氨氮具有效率高、工艺简单、易再生、处理成本低等特点。沸石在水处理中的应用已得到广泛关注。 一、实验部分 1、材料 沸石：采用α改性沸石，其红外光谱见图1。根据其粒径大小分为粗(016～110mm)、中(0125～016mm)、细(0118～0125mm)3种。其化学成分及其含量(wB)为SiO267199%， TiO20123%，Al2O313125%，Fe2O30167%，MnO0116%，CaO2192%，MgO0189%，K2O1127%，Na2O2165%，P2O501013%。含氨氮废水：取自某旅游景区的高浓度氨氮废水，其水质为ρ(CODCr)=200～
变压吸附实验报告 篇一：分子筛变压吸附研究报告 院级本科生科技创新项目 研究报告 项目名称变压制富氧分子筛延长寿命的研究立项时间XX年10月 计划完成时间 XX年12月项目负责人储万熠 学院与班级冶金与生态工程学院冶金1302班 北京科技大学教务 摘要 变压吸附制氧关键的因素是制氧吸附剂和制氧工艺。制氧吸附剂的性能优劣和使用寿命直接影响产品气的氧浓度和收率，氮吸附容量是评价制氧吸附剂性能优劣的一项重要指标。本课题首先对分子筛进行XRF分析、XRD表征和TEM 表征探究分子筛的物理及化学性质，确定对分子筛造成影响的条件。 ANSYS FLUENT中的多孔介质模型可以模拟多孔介质内的流体流动、“三传一反”。PSA空分吸附床由固体吸附剂颗粒填充而成，气-固两相区可作为多孔介质，因此可基于多孔介质模型对变压吸附空分吸附床进行模拟，从而得到床层内气体的流动状态和组分浓度分布情况。为研究提高分子筛寿
命的研究提供可靠有效的实验数据。 Research of Prolong the Life of Pressure-Swinging-Oxygen-Making Molecular Sieve Abstract The keyfactorof thepressure swinging oxygen making is oxygen adsorbentandoxygenprocess. The quality and service life of oxygen adsorbentdirect impact on the oxygenconcentrationandyield of productgas, nitrogen adsorptioncapacity ofthe oxygensorbentperformanceevaluation ofthe meritsofan important indicator.This paperfirstdo XRFanalysis, XRDand ofmolecular TEMcharacterization sieveinquiryto ofphysicalandchemicalproperties theimpact onmolecular determine sievesconditions. The porous medium model in ANSYS FLUENT can simulate fluid flow in porous media. PSA air separation adsorbent bed is filled by a solid sorbent particles, gas - solid two phase region as a porous medium, thus can simulate the pressure swing adsorption air
沸石对氨氮的吸附行为研究 本文研究了斜发沸石对氨氮吸附行为，探讨了水力停留时间、pH值对吸附效果的影响，同时考察了吸附氨氮前后的沸石的性能及结构变化。结果表明，准二级吸附动力学方程能够很好地描述沸石吸附氨氮的过程，沸石在1.0 g/L的氨氮溶液中的理论吸附值为8.69 mg·g-1。沸石吸附氨氮的最佳水力停留时间为40min，最佳pH值为6，并且氨氮去除率随着浓度的升高而降低，随着沸石投加量的增加而升高。沸石吸附氨氮前后形态及结构并未发生变化，比表面积、孔容、孔径则明显降低。 标签：斜发沸石；氨氮 氨氮是水体中重要耗氧物质、是引起水体富营养化的污染物。近年来，随着社会生产水平的提高，氨氮的排放量与日俱增。由于水污染事件频繁发生，严重威胁着社会日常生产工作，对于水污染较严重的地区，逐渐实行更加严格的标准控制污水中氨氮的排放，不少污水处理厂面临标准提高的严峻现状。因此，在兼顾经济的条件下提高处理效率，成为了研究的重点。目前国内解决高浓度氨氮污染主要使用吹脱法、生物法、离子交换法。其中吹脱法容易造成二次污染，生物法条件要求高、反应缓慢，而离子交换法较易控制。天然沸石是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，是由硅氧四面体和铝氧四面体组成的架状硅酸盐，具有比表面积大，吸附性能好，离子交换能力强，化学性能稳定等特点。沸石对氨氮的去除有着较好的效果，对浓度具有普适性，并且由于沸石资源在我国储量丰富、成本低廉，是一种具有前景的水处理方式，因此沸石吸附氨氮受到较多的关注。 一、材料与方法 （一）实验装置 静态吸附采用摇床，动态吸附采用沸石柱装置，如图1所示。实验装置主要由PVC管、蠕动泵、水箱三部分组成，其中PVC管高为100cm， （二）动态吸附实验 室温下，在不同的滤速下将含氨氮废水通过沸石吸附柱，每隔20分钟取水样并用0.4μm滤膜过滤后测定氨氮的浓度。 二、结果与讨论 （一）静态吸附实验
分子筛吸附废水中氨氮及其再生 分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性，具有均匀的空隙结构。自然界存在的常称为沸石，人工合成的称为分子筛，他们的化学式组成为M x/n[(Al2O3)x．(SiO2) y]．ZH2O，式中M为金属阳离子，n为价数，x是Al2O3的分子数，y是SiO2的分子数，Z是水的分子数，因为Al2O3带负电荷，金属离子的存在可以使分子数保持电中性。 对于低浓度氨氮废水处理，应用较多的方法是折点氯化法、离子交换法、生物硝化和反硝化法等，高浓度氨氮废水的处理常采用物化和生物组合工艺。生物法尽管有效，但氨氮的生物转化作用缓慢，而常规的离子交换法多适用于中低浓度氨氮废水的处理，对于高浓度的氨氮废水会因常规交换剂再生频繁而造成操作困难,因此，选择好的吸附材料将非常重要 1.分子筛吸附原理 分子筛对氨氮的去除作用有两种：一种是离子交换作用，主要是去除污水中离子态分布的氨氮；另一种是吸附作用，主要用于去除污水中分子态分布的氨氮。 2.分子筛去除氨氮的影响因素 （1） pH值的影响 在相同的试验条件下，通过动态试验测定pH值对分子筛交换氨氮效果的影响，试验结果表明分子筛吸附氨氮最合适的pH值段为4～8，而最佳值为pH=6左右，这是因为NH4+在水中的离解平衡式为：NH4+ NH3+H+，由式中可以看出：氢离子浓度增加，即pH值减小，平衡向左移动，这时NH4+浓度增加，所以分子筛能够吸附较多的NH4+，其平衡浓度降低；但是pH值太小，H+会与NH4+竞争，造成分子筛吸附氨氮的性能下降。 （2）停留时间的影响 对比不同的停留时间对分子筛吸附氨氮的影响，通过实验研究表明，水力停留时间为1h的处理效果最好，水力停留时间过长很容易阻止其他NH4+-N在分子筛表面上的交换，过短则使有些NH4+-N还没来得及交换分子筛上的阳离子就随出水一起流出了。 因此分子筛对于进水氨氮浓度为50mg/L的氨氮废水处理的最佳工艺条件为中性条件，停留时间为1h。 3.分子筛物理特性 （1）离子交换性是分子筛重要性质之一。在分子筛晶格中的空腔(孔穴) 中K、Na、 Ca等阳离子和水分子与格架结合得不紧，极易与其周围水溶液里的阳离子发生交换作用，交换后的沸石晶格结构也不被破坏。分子筛的离子交换表现出明显的选择性。 （2）分子筛的孔道结构使之具有很大的内表面积(500-1000m2/g)，因而能产生较大的扩散力，故可用作出色的吸附剂，选择性吸附是沸石吸附性能的一个重要特征，而且沸石还有良好的热稳定性和耐酸碱性。这都有利于沸石的化学改性处理和在水处理中的运用。
吸附剂的良好吸附性能是由于它具有密集的细孔构造。与其细孔有关的物理性能有很多。其中孔径分布表示的是孔径的大小与之对应的孔体积的关系，由此来表其特性。分子筛吸附剂哪家好？您可以选择安徽天普克环保吸附材料有限公司，下面小编为您介绍，希望能给您带来一定程度上的帮助。 a.孔容（VP）：吸附剂中微孔的容积称为孔容，通常以单位重量吸附剂中吸附剂微孔的容积来表示（cm3/g).孔容是吸附剂的有效体积，它是用饱和吸附量推算出来的值，也就是吸附剂能容纳吸附质的体积，所以孔容以大为好。吸附剂的孔体积（Vk）不一定等于孔容（VP），吸附剂中的微孔才有吸附作用，所以VP中不包括粗孔。而Vk中包括了所有孔的体积，一般要比VP大。
b.比表面积：即单位重量吸附剂所具有的表面积，常用单位是m2/g。吸附剂表面积每克有数百至千余平方米。吸附剂的表面积主要是微孔孔壁的表面，吸附剂外表面是很小的。 c.孔径与孔径分布：在吸附剂内，孔的形状极不规则，孔隙大小也各不相同。直径在数埃（A0）至数十埃的孔称为细孔，直径在数百埃以上的孔称为粗孔。细孔愈多，则孔容愈大，比表面也大，有利于吸附质的吸附。粗孔的作用是提供吸附质分子进入吸附剂的通路。粗孔和细孔的关系就象大街和小巷一样，外来分子通过粗孔才能迅速到达吸附剂的深处。所以粗孔也应占有适当的比例。沸石分子筛在合成时形成直径为数微米的晶体，其中只有均匀的细孔，成型时才形成晶体与晶体之间的粗孔。
安徽天普克环保吸附材料有限公司是原上海摩力克分子筛有限公司直属公司,本公司成立于2004年，由于生产量扩增，本公司在安徽合肥空港寿县新桥产业园投资建设生产基地。公司目前拥有年产2000吨分子筛、1500吨活性氧化铝生产线各一条。 产品系列化、经营多元化，这些都是企业的发展方针，而OEM----更是公司多年的经营模式，并且得到广泛好评。我们的用户涉及石油、化工、冶金、汽车、空调、电子仪表等行业，我们的客户群不仅是在国内而且遍及东南亚、欧美等地。公司热忱欢迎国内外客商与我们真诚合作。我们将以精美的产品、可靠的技术、精益求精的服务满足广大客户的要求。 分子筛广泛用于制氧、炼油、化工化肥、医药、钢铁、冶金、酒精、玻璃行业，是气体、液体纯制、分离干燥的好的产品。安徽天普克环保吸附材料有限公司始建于2001年，已有18多年历史，产品有分子筛系列3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、lOX分子筛、13x 分子筛、K13X中空玻璃专用分子筛、变压吸附、富氧专用分子筛、活性氧化铝、瓷球等塔填料。 安徽天普克环保吸附材料有限公司周边交通便利，环境优美，我们热忱欢迎新老客户来厂洽谈业务，我们将以优良的产品、合理的价格，为客户提供批发，零售来料交工等服务。
沸石转轮技术综述 一、VOCs治理技术 现今处理有害空气污染物技术分为五项：焚化、吸收处理、吸附处理、生物处理及冷凝（回收）处理。焚化是利用燃料产生的热量直接破坏排放的废气，对污染物进行高温迅速的氧化反应，可将VOCs 转变为二氧化碳及水等无害物质，吸收是利用吸收液和气体接触时，气流中之污染物扩散至气液接触面，排气中可溶解之污染物会因溶入吸收液而移除，最后再将气液分离即可达到清净空气的目的；吸附是藉由流体和高表面积的多空性固体粒子（吸附剂）之表面接触，产生物理性吸附有机物或其他物质；生物处理是VOCs经微生物吸收氧化后，分解成二氧化碳及水等最终代谢产物；冷凝则是藉由冷水冷凝方式，将VOCs冷凝下来，各种处理技术的优缺点说明如下：
VOCs之处理方式可由以下几点考量决定采用何种防治设备，针对浓度高、价值高、风量小之废气可采用冷凝法将VOCs加以冷凝回收，针对浓度低、价值低、风量大之废气可采用活性炭或沸石转轮以
吸附方式浓缩再以燃烧或高温氧化方式处理，针对浓度高、价值低、风量小之废气可采用燃烧或高温氧化法处理。
二、沸石转轮系统简介 该系统系结合吸附、脱附及浓缩焚化三项操作单元为一体，是目前提供防治VOCs之较完善设备，但造价及操作维护成本偏高，并不适用于直接处理高沸点挥发性有机物是其限制所在。
较适合每分钟600立方公尺（CMM）高风量以上、VOCs之总碳氢化合物浓度介于500-1000ppm之废气特性厂家应用。但若废气中含有较多量之高沸点物质，则并不适合单独、直接使用此系统处理之。高沸点VOCs虽容易吸附于沸石转轮上，但由于系统设计之安全考量，使得脱附高沸点VOCs温度不足，所以往往造成脱附不易，且高沸点VOCs将蓄积其上、占据吸附位置，影响系统整体效能。若VOCs废气中含有较多量之高沸点物质，欲应用沸石吸附浓缩系统控制，建议于进入系统前端加装冷凝器、活性碳网栅及除雾器等设备，如此将可有效处理高沸点VOCs。 而若是废气中含有高浓度之颗粒，则必须以微粒处理装置设置于沸石转轮之前端，以避免这些颗粒于沸石之蜂巢结构中沉积，其中最简单的微粒过滤装置为单层涂布，但其仅针对较大颗粒之过滤效果较佳，无法有效处理较小粒径之颗粒，因此适用于既设、无空间之工厂，其对沸石转轮之寿命延长仍然有限。而拟新设置之工厂，若能预留空间给较有效之微粒处理装置（如袋式集尘装置），方可使沸石转轮之寿命有效延长之。 若无法确认VOCs废气中是否有其他废气混入或含有较多量之高沸点物质，欲应用沸石吸附浓缩系统控制，建议： （1）设置颗粒物过滤设备。
沸石优化改性与去除氨氮效果 沸石作为一种廉价的非金属矿物在工业催化及环境保护领域中应用已久，其改性研究与合成、应用开发都大幅度推动了沸石化学的发展。天然沸石经过改性，可以明显提高其孔隙率及表面活性, 提高吸附性能、离子交换性能及交换量等，从而提高其使用价值。改性沸石包括范围很广，从经简单的离子交换处理直到结构完全崩塌而得到的产品都属于改性沸石的范围。一般来说，沸石改性技术有两种类型：一类是对沸石骨架元素的改性，另一类是对非骨架元素的改性。对骨架元素的改性包括酸碱处理改性等，对非骨架元素的改性包括离子交换改性、沸石内配位化学、表面活性剂改性等。 沸石的吸附力不仅仅靠表面的色散力, 还有内部较大的静电力。这种静电力, 主要是因为沸石晶格孔穴中分布有阳离子，同时部分格架氧也具有负电荷，从而形成强大的电场，沸石因为色散力和静电力的共同作用，故其吸附力特别强大，故其对氨氮具有强大的吸附效应，吸附主要去除水中分子态的氨氮。 分别称取10 g粒径为58~ 120 m 的天然沸石入马弗炉中，在200、300、400、500 或700°C温度下处理2 h，取出放入干燥器中冷却至室温密封保存。分别称取10 g天然沸石，在室温下分别在 200 m L浓度为 200 g /L 的 NaCl、Kcl和 CaCl2 溶液中处理24 h，多次洗涤改性沸石至中性，过滤后在 105°C的烘箱中烘 2 h, 冷却至室温密封保存。
加热可使沸石的孔穴和通道中的水分子、碳酸盐和有机物除去，使内表面积增大, 从而可提高沸石的吸附能力。由下图可以看出, 经过200~ 400°C条件焙烧改性后, 沸石的氨氮吸附量略微提高，高于400°C后吸附量明显下降，说明沸石的结构已经被破坏。 但目前沸石改性存在以下问题：沸石改性成本昂贵，应继续深入研究，寻找低成本、高效率的改性方法；由于种种原因，中国虽然有丰富的沸石资源，但是沸石改性技术现在大多仍处于实验室研究阶段，应用于实际的技术并不多，下一步应通过中试和生产性试验，积累改性技术的最佳工艺条件，使其在环境保护、污染治理及化工催化方面发挥更重要的作用。
沸石的吸附性质 由于天然沸石晶体的硅（铝）氧四面体有许多空洞和孔道，其中占据着阳离子和水分子。当经过烘烧使它部分或全部脱水后，其结晶骨架并没有被破坏，而是形成一个个内表面很大的孔穴，可吸附并储存大量分子，因此具有吸附量大和高选择性的特点。 1、吸附量大 沸石晶体结构内部存在着空洞和孔道，其体积约占沸石晶体总体积的50%以上，并且沸石微孔分布均匀，孔径较小，和一般物质的分子尺寸相当，沸石晶体的内表面比一般颗粒的内表面大，一般固体颗粒每克仅有几平方米的内表面积。而每克沸石的内表面积可达千余平方米，因此沸石的吸附量特别大。 2、高选择性 沸石晶体内部的空洞和孔道大小均匀且固定，一般空洞直径在 6~15?。只有直径较小的分子才能通过沸石孔道进入空洞被吸附，大的分子不能进入空洞被吸附，沸石因具有这种选择吸附性能，也成为分子筛。而硅胶、活性炭等吸附剂由于无均匀固定的孔径且变化较大，无选择吸附和筛分性能。 3、效选择吸附性 因为沸石铝氧四面体带有一个负电荷，而骨架孔穴中含有阳离子，这样在阳离子的周围便形成了强大的电场，因此沸石的吸附力不仅有强大的色散力，还有较大的静电力。正是由于这种静电力的关系，使得沸石对极性、不饱和及易极化分子具有优先的选择吸附作用。对含
有极性基团或含有可极化的基因的分子可发生强烈的吸附作用，特别是水，它能和铝硅骨架形成氢键，因此沸石具有强烈的吸水性，即使在低相对湿度的低浓度下仍能吸附，吸水量比硅胶和活性氧化铝都高。 沸石对有机污染物的吸附能力主要取决于有机物分子的极性大小和分子直径。小分子比大分子易被吸附，极性分子较非极性分子易被吸附，在水中由于存在不同的物质，他们的极性强弱和分子大小均不相同，在吸附时就会产生竞争现象。