沸石分子篩是一種結(jié)晶性的微孔硅鋁酸鹽,其骨架由SiO4四面體和AlO4四面體組成,它們共享橋氧原子。它具有規(guī)則的孔或籠狀結(jié)構(gòu),孔徑小于2nm。目前,分子篩已廣泛應(yīng)用于石油精煉,石油化工,煤炭化工,精細(xì)化工和其他化工行業(yè),以水凈化為代表的離子交換,以及以小分子分離為代表的吸附和分離。迄今為止,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了252種沸石分子篩,其骨架四面體原子為Si和Al的結(jié)構(gòu)為98種。除Si和Al外,其他原子如P和Ge也可存在于沸石分子篩的骨架中。隨著全球經(jīng)濟(jì)和社會的飛速發(fā)展,金屬冶煉,礦產(chǎn)開發(fā),能源生產(chǎn)等行業(yè)的工業(yè)固體廢物激增,其產(chǎn)量大,不易儲存,不易降解,因此可以廢物利用合成沸石分子篩。
近年來,我國對工業(yè)固體廢物的處理規(guī)定越來越嚴(yán)格。大多數(shù)工業(yè)固體廢物富含硅和鋁。實(shí)現(xiàn)工業(yè)固體廢物的循環(huán)再利用,一方面可以減少環(huán)境污染,另一方面可以減少環(huán)境污染。社會發(fā)展的代價(jià)。鑒于工業(yè)固體廢物中硅和鋁的大量特征以及沸石分子篩的骨架由硅和鋁組成的基礎(chǔ)條件,國內(nèi)外研究學(xué)者人已經(jīng)對工業(yè)固體廢物的使用進(jìn)行了大量研究,能夠有效合成沸石分子篩。
目前,已經(jīng)從鋁土礦渣中合成了多種沸石分子篩吸附劑(X沸石分子篩)和催化劑(MFI沸石分子篩)。與其他工業(yè)廢料相比,鋁土礦渣的成分更為復(fù)雜,并含有金屬氧化物。有許多類型,其中鐵元素相對較高。為了防止金屬元素干擾沸石分子篩的合成,通常使用酸浸法去除金屬元素,并且所產(chǎn)生的酸性廢液需要以無害的方式進(jìn)行處理,其直接增加了環(huán)境成本。還有一些關(guān)于合理使用赤泥中的鐵來合成磁性沸石分子篩材料(LTA,CAN,F(xiàn)AU,KFI,SOD等)的研究。赤泥中各種金屬元素的綜合利用,以制備優(yōu)異的沸石分子篩吸附劑和催化劑將成為未來研究的重點(diǎn)。
隨著我國對工業(yè)固體廢物處理要求的逐步提高,使用工業(yè)固體廢物作為生產(chǎn)沸石分子篩的原料已引起越來越多領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)注。它解決了工業(yè)固體廢物存儲引起的環(huán)境問題,并可以產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。近年來,沸石分子篩的創(chuàng)新和發(fā)展為廢棄工業(yè)材料的廣泛應(yīng)用提供了動(dòng)力。從整體來看,沸石分子篩和沸石分子篩復(fù)合材料在空氣分離、水凈化、煙氣脫硝,石油化工和生物制藥領(lǐng)域的應(yīng)用比例逐年增加,并且具有良好的市場前景。