專利名稱：一種脫鋁y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫鋁Y型沸石的應(yīng)用，尤其涉及一種脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，有機物對水環(huán)境的嚴重污染已經(jīng)是普遍存在的問題，并伴隨地表水和地下水的流動而影響到區(qū)域和全球環(huán)境質(zhì)量。部分有機污染物可通過食物鏈富集，最終嚴重影響人類健康。去除水體中有機污染物的方法有多種，但大部分傳統(tǒng)的工藝由于處理效率低，成本高，產(chǎn)生二次污染，污染物降解不完全等問題而受到限制，無法滿足對污染治理的需求， 尤其是對高濃度廢水的處理。微波法在污染物治理方面具有廣闊的應(yīng)用前景。微波是頻率為300 MHz 300 GHz的電磁波，作為一種高效的加熱方式，微波不但可以加快化學(xué)反應(yīng)速度而且還具有特有的非熱效應(yīng)，近年來微波技術(shù)用于消除環(huán)境污染物，并取得了一些成果，目前人們大多采用對微波有很強吸收能力的活性炭吸附水中有機污染物，然后在微波輻照下使其迅速降解。微波處理方法在活性炭再生方面具有明顯優(yōu)勢，活性炭吸收微波能力較強，在微波作用下快速升溫，吸附在表面的污染物受熱降解，脫附。但微波能量對活性炭的結(jié)構(gòu)損壞極大，只適用于短時間的處理，長時間的微波輻射會引起活性炭表面起火，并且再生后孔道結(jié)構(gòu)遭到破壞，比表面積極大降低。另外，由于活性炭本身吸收微波能力較強，微波能量穿透較淺，吸附柱的大小受到很大限制。沸石是一類含水架狀結(jié)構(gòu)的多孔硅鋁酸鹽礦物質(zhì)，構(gòu)成其骨架的最基本結(jié)構(gòu)是硅氧四面體(SiO4)和鋁氧四面體(AlO4),在這種四面體中，中心是硅(或鋁)原子，每個硅(或鋁)原子的周圍有4個氧原子，各個硅氧四面體通過處于四面體頂點的氧原子互相聯(lián)接起來，形成所謂的巨大分子，其中在鋁氧四面體中由于一個氧原子的價電子沒有得到中和，使得整個鋁氧四面體帶有一個負電荷，為保持電中性，附近必須有一個帶正電荷的金屬陽離子(M+)來抵消。沸石晶格內(nèi)部構(gòu)造開放性大，除了有穩(wěn)定的四面體從角頂相互聯(lián)結(jié)形成架狀硅鋁氧骨干外，還有很多大小均一的孔穴和通道，孔穴通過開孔的通道彼此相通使得沸石具有巨大的比表面積，且陽離子晶格內(nèi)的負電荷與平衡陽離子的正電荷中心在空間上是不重疊的，分子間具有較強的靜電吸引力，當沸石中占大多數(shù)體積的孔穴通道有空缺時，沸石即會表現(xiàn)出極強的吸附能力。Y型沸石具有天然礦物八面沸石的骨架結(jié)構(gòu)，其SiO2Al2O3摩爾比接近3. O。Y型沸石的結(jié)構(gòu)單元是β籠，每個β籠通過8個六元環(huán)中的4個形成六角柱籠與其它β籠相連，從而圍成超籠，稱為八面沸石籠(直徑為12 Α)，八面沸石籠之間通過十二元環(huán)窗口連通，成為八面沸石籠的主孔道，其結(jié)構(gòu)孔徑為7.4Α。脫鋁沸石(高硅沸石)通常是在合成中引入有機胺作為結(jié)構(gòu)導(dǎo)向劑或模板劑，水蒸氣超穩(wěn)化，脫鋁補硅等二次合成途徑制得，一般都有很高的熱穩(wěn)定性，較高的抗酸性和水熱穩(wěn)定性，再生后活性容易恢復(fù)，并且具有很強的疏水性，有利于有機物的吸附。此外脫鋁沸石由于陽離子密度低，從而介電常數(shù)很低，微波穿透能力強。因此，選用能高效的從水體中選擇性地吸附有機污染物的疏水性脫鋁Y型沸石作為吸附劑，并利用其微孔結(jié)構(gòu)對有機污染物的束縛作用及其本身對微波良好的通透性(即微弱的微波吸收)可實現(xiàn)有機污染物的有效去除及微波能量的充分利用，并且選用水合能力較弱的離子作為沸石陽離子，從而減少微波誘導(dǎo)降解過程中水的影響，進一步提高降解速率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。優(yōu)選的，所述脫鋁Y型沸石的SiO2Al2O3摩爾比為60。優(yōu)選的，所述脫鋁Y型沸石的陽離子為H+。優(yōu)選的，SiO2Al2O3摩爾比為60，陽離子為H+的脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。本發(fā)明的SiO2Al2O3摩爾比為60，陽離子為H+的脫鋁Y型沸石作為吸附劑，其本身吸附能力強，水合能力及微波吸收能力相對較弱，有利于富集水中有機污染物，在微波輻照下對有機污染物的降解有顯著效果。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明所述的脫鋁Y型沸石在水體中富集有機污染物的能力強，該沸石本身吸收微波的能力弱，同時吸附到沸石中的有機污染物在微波作用下的降解速率快。本發(fā)明所述的SiO2Al2O3摩爾比為60，陽離子為H+的脫鋁Y型沸石應(yīng)用于微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中，在實驗室模擬實驗中，其對水體中內(nèi)分泌干擾物阿特拉津的吸附效率可達91. 3%，吸附到沸石上的阿特拉津在沸石初始含水量為O. 12 g/g，阿特拉津初始含量1224. I nmol/g的情況下，其降解速率高達67. 40 nmol/min。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不局限如此。
實施例取2. 5 g SiO2Al2O3摩爾比為60，陽離子為H+的脫鋁Y型沸石加入到200 mL濃度為40. 70 Mmol/L的阿特拉津水溶液中，平衡24 h后，測得吸附后溶液中阿特拉津的濃度為3. 56 Mmol/L，抽濾，所得固體在-50°C下冷凍干燥12 h，稱取O. 3 g吸附有阿特拉津的沸石，經(jīng)700 W微波(2. 450 GHz)輻射處理4 min，吸附到上面的阿特拉津可以完全降解。不同陽離子的沸石對處理工藝的影響
選用SiO2Al2O3摩爾比為5. 1，陽離子分別為Na+、Ca2+、Mg2+、NH:及H+的Y型沸石。以內(nèi)分泌干擾物阿特拉津作為模型污染物，操作方法如下取2. 5 g沸石加入到200 mL濃度為40. 70 Mmol/L的阿特拉津水溶液中，平衡24 h，抽濾進行固液分離，所得固體在_50°C下冷凍干燥12 h，稱取0.3 g吸附有阿特拉津的沸石，經(jīng)700 W微波(2. 450 GHz)輻射處理，通過測定沸石中殘留的阿特拉津的量隨輻射時間的變化，計算出阿特拉津的降解速率，如表I所示。
權(quán)利要求
1.一種脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用，其特征在于所述脫鋁Y型沸石的SiO2Al2O3摩爾比為60。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的應(yīng)用，其特征在于所述脫鋁Y型沸石的陽離子為H+。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一項所述的應(yīng)用，其特征在于Si02/Al203摩爾比為60，陽離子為H+的脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種脫鋁Y型沸石在微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中的應(yīng)用。本發(fā)明所述的脫鋁Y型沸石在水體中富集有機污染物的能力強，沸石本身吸收微波的能力弱，同時吸附到沸石中的有機污染物在微波作用下的降解速率快。本發(fā)明所述的SiO2/Al2O3摩爾比為60，陽離子為H+的脫鋁Y型沸石應(yīng)用于微波誘導(dǎo)降解水中有機污染物中，在實驗室模擬條件下，在700W微波(2.450GHz)輻射下阿特拉津的降解速率高達67.40nmol/min。
文檔編號C02F1/30GK102863048SQ20121036314
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者胡二丹, 程和發(fā), 胡遠安 申請人:中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所