纳米Y型分子筛的合成及用于烟道气汞脱除的研究

摘要

纳米分子筛具有较大的比表面积,均匀的骨架组分径向分布及较高的晶内扩散速率等特点,一直备受人们关注。随着其在生产生活中应用的日益广泛,纳米分子筛合成的研究对其进一步的应用推广有重大意义,已成为研究的热点。
　　本文以工业级水玻璃为原料,水热合成纳米NaY分子筛。详细研究了吐温-20、乙酸、吐温-20与乙酸混合物、正己烷、环己烷、正己烷与环己烷混合物等添加剂以及合成条件对NaY分子筛合成的影响。采用XRD、BET、SEM、TEM及NH3-TPD等手段对合成的NaY分子筛进行了表征。研究结果表明,添加吐温-20、乙酸、其二者混合物、正己烷及环己烷均能有效的降低NaY分子筛的晶粒尺寸。添加吐温-20与乙酸的混合物优于单独添加吐温-20或乙酸,当该混合物中吐温?20添加量为合成体系A12O3含量的0.1％、乙酸添加量为合成体系A12O3含量的150%时,合成的NaY分子筛晶粒尺寸为180nm左右;而添加正己烷与环己烷混合物效果不如单独添加正己烷或环己烷,且添加正己烷结果要优于添加环己烷与吐温-20乙酸混合物,当正己烷的添加量为合成体系A12O3含量的100%时,合成的NaY分子筛晶粒尺寸可达130nm左右。在添加适宜量正己烷的条件下,在晶化时间为4h,晶化温度为100℃,碱度为6.0的优化条件下,可合成晶粒尺寸100nm左右,且比表面积较大、粒度分布较好的纳米NaY分子筛。
　　在稳定合成晶粒尺寸为100nm的NaY分子筛基础上,对母体及改性的NaY型分子筛吸附脱除汞的性能进行了研究。考察了NaY分子筛晶粒大小、金负载量等因素对其吸附脱汞性能的影响。结果表明,经离子交换的母体HY型分子筛对烟道气中的汞有一定的吸附脱除作用,其吸附能力与分子筛粒径大小、汞初始浓度及分子筛用量等因素有关,随着HY分子筛晶粒尺寸的减小,其吸附脱汞能力增强,当汞初始浓度为0.00628μg/mL,分子筛质量为0.6g时,晶粒尺寸为100nm的HY型分子筛对烟道气中汞的吸附脱除率可达80.8%。与母体HY分子筛相比,金负载改性的纳米HY分子筛可显著提高其吸附脱汞能力,当汞初始浓度为0.00628μg/mL,Y型分子筛质量为0.6g,金负载量为0.8%(wt)时,改性纳米Y型分子筛对烟道气中汞的吸附脱除率可达96.9%。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 文献综述

1.1 纳米晶粒分子筛特点

1.2 纳米分子筛的合成

1.3 纳米小晶粒分子筛的应用

1.4 纳米Y型分子筛简介

1.5 Y分子筛在吸附脱汞方面的研究

1.6本论文研究内容

1.7本论文创新点

第二章 实验部分

2.1 化学试剂及仪器设备

2.2 NaY分子筛的合成

2.3 NaY分子筛离子交换

2.4 Y型分子筛的表征

2.5 Y型分子筛吸附脱汞实验

第三章 NaY分子筛的合成

3.1添加吐温?20对合成NaY分子筛的影响

3.2 添加乙酸对合成NaY分子筛的影响

3.3添加吐温-20与乙酸混合物对合成NaY分子筛的影响

3.4 添加正己烷对合成NaY分子筛的影响

3.5添加环己烷对合成NaY分子筛的影响

3.6添加正己烷和环己烷混合物对合成NaY分子筛的影响

3.7 NaY分子筛样品的比较

3.8 反应条件的优化

3.9本章小结

第四章 Y型分子筛吸附脱汞

4.1 Y分子筛离子交换

4.2 HY分子筛的酸性表征

4.3 不同分子筛晶粒尺寸对吸附脱汞的影响

4.4 不同汞初始浓度对吸附脱汞的影响

4.5 不同分子筛量的影响

4.6 金负载改性及负载量对吸附脱汞性能的影响

4.7 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间已发表和待发表的论文目录