几种不同产地粉煤灰水热法合成沸石性能探究

doi:10.19964/j.issn.1006-4990.2021-0477

摘要/Abstract

摘要：

利用粉煤灰合成沸石的方法很多，其中水热法合成沸石因操作简单、能耗低被认为是将粉煤灰基沸石商业化最可行的手段。采用水热法将国内外不同产地的几种粉煤灰合成沸石，并通过X射线衍射（XRD）、X射线荧光光谱（XRF）、热重分析（TG-DTA）、扫描电镜（SEM）等手段对合成的沸石产品进行表征，并在同一水热合成参数下考察不同粉煤灰合成沸石在品质上的差异。XRD谱图表明，原料中有80%~90%的成分转化为沸石，且沸石主要结晶类型为Na-P1型，也有少量的A型；XRF分析表明，3种粉煤灰基沸石硅铝物质的量比分别为1.61、1.35、1.45，符合XRD谱图的分析结论；TG-DTA表明，合成沸石在500 ℃以上几乎没有质量损失，具有良好的热稳定性；由SEM照片可见，合成的沸石为非球形，表面的纹理可增加沸石比表面积，结晶状态好。整个实验过程简单、成本低、合成沸石样品品质较高，由此可见通过水热法将粉煤灰合成沸石产品具有巨大的商业化潜力。

关键词: 粉煤灰, 水热法, 沸石, 性能表征

Abstract:

There are many methods for synthesizing zeolite with fly ash.Among them，hydrothermal synthesis of zeolite is recognized as the most feasible means to commercialize fly ash?based zeolite due to its simple operation and lowest energy consumption.Several kinds of fly ash from different origins at home and abroad were synthesized by hydrothermal method，and the synthesized zeolite products were characterized by XRD，XRF，TG-DTA，SEM，etc and the quality difference of zeolite synthesized from different fly ash was investigated under the same hydrothermal synthesis parameters.The XRD pattern showed that about 80% to 90% of the ingredients in the raw material were converted into zeolite，and the main crystal type of zeolite was Na-P1 type，and there was also a small amount of A type；XRF analysis showed that the silica?aluminum molar ratios of the three fly ash?based zeolites were 1.61，1.35 and 1.45，respectively，in line with the analysis conclusion of the XRD pattern.TG-DTA showed that the synthetic zeolite had almost no quality loss above 500 ℃ and had good thermal stability.The SEM images showed that the synthetic zeolite was non?spherical，and the surface texture could increase the specific surface area of the zeolite，and the crystal state was good.The entire experimental process was simple，low?cost，and high?quality synthetic zeolite samples，which showed that the fly ash hydrothermal method had great commercialization potential for obtaining zeolite products.

Key words: fly ash, hydrothermal, zeolite, performance characterization

中图分类号:

TQ127.2

崔家新,王连勇,卢思盟,孙延文,王睿,何艳,韩建丽. 几种不同产地粉煤灰水热法合成沸石性能探究[J]. 无机盐工业, 2022, 54(5): 96-100.

CUI Jiaxin,WANG Lianyong,LU Simeng,SUN Yanwen,WANG Rui,HE Yan,HAN Jianli. Research on performance of hydrothermally synthesized zeolite with fly ash from different producing areas[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2022, 54(5): 96-100.

图/表 5

表1

图1

表2

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图3

参考文献 14

1	冯文丽，吕学斌，熊健，等.粉煤灰高附加值利用研究进展［J］.无机盐工业，2021，53（4）：25-31.
	FENG Wenli， LV Xuebin， XIONG Jian，et al.Research progress of high added value utilization of coal fly ash［J］.Inorganic Chemicals Industry，2021，53（4）：25-31.
2	崔家新，王连勇，张坤，等.粉煤灰基沸石处理氮磷废水的研究进展［J］.硅酸盐通报，2021，40（8）：2622-2630.
	CUI Jiaxin， WANG Lianyong， ZHANG Kun，et al.Research progress on treatment of nitrogen and phosphorus wastewater with fly ash-based zeolite［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2021，40（8）：2622-2630.
3	刘新杰，王昊，刘丽丽.粉煤灰资源开发利用及产业发展［J］.无机盐工业，2018，50（5）：12-14.
	LIU Xinjie， WANG Hao， LIU Lili.Development and utilization of fly ash resources［J］.Inorganic Chemicals Industry，2018，50（5）：12-14.
4	程芳琴，王波，成怀刚.粉煤灰提取高附加值有价元素的技术现状及进展［J］.无机盐工业，2017，49（2）：1-4.
	CHENG Fangqin， WANG Bo， CHENG Huaigang.Research progress of extracting high added value elements from fly ash［J］.Inorganic Chemicals Industry，2017，49（2）：1-4.
5	于成龙，熊楠，宋杰，等.近20年来中国利用粉煤灰合成分子筛研究进展［J］.矿产综合利用，2020（4）：26-35.
	YU Chenglong， XIONG Nan， SONG Jie，et al.Development of molecular sieves composition from fly ash in China in the last two decades［J］.Multipurpose Utilization of Mineral Resources，2020（4）：26-35.
6	王丽萍，李超.粉煤灰资源化技术开发与利用研究进展［J］.矿产保护与利用，2019，39（4）：38-45.
	WANG Liping， LI Chao.Research progress on development and utilization of fly ash resource technology［J］.Conservation and Utilization of Mineral Resources，2019，39（4）：38-45.
7	刘兴勇，刘应刚，张利.粉煤灰沸石的合成及应用研究进展［J］.无机盐工业，2010，42（1）：13-16.
	LIU Xingyong， LIU Yinggang， ZHANG Li.Progress in synthesis and application of zeolites from coal fly ash［J］.Inorganic Chemicals Industry，2010，42（1）：13-16.
8	孙延文，王连勇，杨湘澜，等.粉煤灰基沸石的制备及应用研究进展［J］.硅酸盐通报，2021，40（1）：123-132.
	SUN Yanwen， WANG Lianyong， YANG Xianglan，et al.Research progress on synthesis and application of zeolite based on coal fly ash［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2021，40（1）：123-132.
9	陈毅，陈佳琦，李良葵，等.粉煤灰沸石的合成及其应用进展［J］.硅酸盐通报，2018，37（11）：3454-3459.
	CHEN Yi， CHEN Jiaqi， LI Liangkui，et al.Progress in synthesis and application of fly ash zeolite［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2018，37（11）：3454-3459.
10	张祥成，孟永彪.浅析中国粉煤灰的综合利用现状［J］.无机盐工业，2020，52（2）：1-5.
	ZHANG Xiangcheng， MENG Yongbiao.Brief analysis on present situation of comprehensive utilization of fly ash in China［J］.Inorganic Chemicals Industry，2020，52（2）：1-5.
11	LÄNGAUER D， ČABLÍK V， HREDZÁK S，et al.Preparation of synthetic zeolites from coal fly ash by hydrothermal synthe
	sis［J］.Materials：Basel，Switzerland，2021，14（5）.Doi：10.3390/ma 14051267 .
12	ZOU Jingjing， GUO Chunbin， WEI Cundi，et al.Synthesis of pure Na-X and Na-P zeolite from acid⁃extracting residues of CFB fly ash by a single⁃step hydrothermal method［J］.Materials Transactions，2016，57（5）：726-731.
13	王国栋，刘勇，王璐，等.粉煤灰水热合成方沸石及其表征［J］.硅酸盐通报，2018，37（7）：2089-2093.
	WANG Guodong， LIU Yong， WANG Lu，et al.Hydrothermal synthesis of zeolite from coal fly ash and its characterization［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2018，37（7）：2089-2093.
14	郭宵琳，郭祥，辛世纪，等.粉煤灰水热法合成沸石及其表征［J］.硅酸盐通报，2016，35（2）：525-528.
	GUO Xiaolin， GUO Xiang， XIN Shiji，et al.Zeolite from coal fly ash by hydrothermal synthesis and characterization［J］.Bulletin of the Chinese Ceramic Society，2016，35（2）：525-528.

[1]	刘新龙, 杨振宇, 郝赫, 刘姝昕, 武晨阳, 王兴利, 马清清. 粉煤灰提铝残渣制备体型化4A分子筛的研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(3): 78-85.
[2]	李超, 王丽萍, 高桂梅, 张云峰, 洪雨, 刘大锐, 许立军, 崔永杰. 循环流化床粉煤灰酸溶提锂过程中反应机理的研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(3): 101-107.
[3]	李子罕, 张佳琦, 李世卓, 李欣雨, 刘少卓, 王一豪, 郝玉翠, 刘剑, 李彦华. CdS/g-C₃N₄复合光催化剂的合成及催化机理研究[J]. 无机盐工业, 2025, 57(3): 124-132.
[4]	朱继成, 杨期鑫, 梁浩权, 王增坤, 欧阳富贵, 邸婧, 盖希坤. 限域型催化剂Ni@S2对甲烷干重整反应性能影响[J]. 无机盐工业, 2025, 57(2): 138-146.
[5]	王雅雯, 王芳芳, 耿司宇, 鞠佳, 陈雷, 陈常东. SrTiO₃-SrWO₄的制备及其光催化性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(7): 143-149.
[6]	狄璐, 王卫国, 陈珏先, 吴传淑. 过渡金属负载Silicalite-1分子筛的制备及其催化糠醛加氢性能研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 125-132.
[7]	赵飞燕, 张小东, 杜艳霞, 王强, 李小燕. 粉煤灰陶粒的制备技术及研究进展[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 16-23.
[8]	李快, 栗照帅, 董庭轩, 李丹, 郭生伟, 韩凤兰. 湿法磁选对粉煤灰中铁和重金属元素的分布影响研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(4): 98-104.
[9]	李巧云, 黄修行, 韦文业, 陈振. 活性炭协同酸/碱改性粉煤灰对亚甲基蓝的吸附研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(3): 131-136.
[10]	王瑞瑞, 朱朝梁, 牟兵, 马婉霞, 樊洁, 徐国旺, 史一飞, 邓小川, 卿彬菊. 水热法合成立方形碳酸锰及其在提锂中的应用[J]. 无机盐工业, 2024, 56(12): 94-103.
[11]	赵世永, 肖雨辰, 马清清, 杨珍妮, 王纪镇, 樊晓萍. 粉煤灰提铝残渣制备4A分子筛及Cu（Ⅱ）吸附研究[J]. 无机盐工业, 2024, 56(10): 127-134.
[12]	赵红娟, 王久江, 刘宇航, 李宁, 曹庚振, 刘宏海. 异型晶种对NaY分子筛合成的影响[J]. 无机盐工业, 2023, 55(4): 120-124.
[13]	陈彰旭, 傅明连, 朱丹琛, 郑炳云. 碳/石墨相氮化碳复合材料制备及其去除亚甲基蓝性能[J]. 无机盐工业, 2023, 55(3): 134-139.
[14]	尹晓燕,刘宁,宋峰,龙澍琦. 不同模板剂作用下CHA型沸石的制备研究[J]. 无机盐工业, 2023, 55(2): 55-61.
[15]	董雄伟, 韩凤兰, 华炜, 李茂辉, 安长聪, 黄玉才. 硅锰渣基沸石的合成及其表征[J]. 无机盐工业, 2023, 55(12): 128-132.

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