海藻酸鈉/粉煤灰沸石復合微球的制備及其吸附性能

康 華, 徐佳輝

(黑龍江科技大學 礦業工程學院, 哈爾濱 150022)

0 引 言

粉煤灰(FA)是磨成一定細度的粉煤在粉煤爐中經過高溫燃燒,由煙道氣帶出并經除塵器收集的粉塵。我國發電廠的燃料以煤炭為主,1 t原煤的燃燒會產生250～300 kg的粉煤灰,截至2021年,我國粉煤灰累計堆積量已達31億t。隨著近年來“綠色”觀念、“雙碳”目標的影響愈加廣泛,加大粉煤灰的利用力度,迫在眉睫。目前,粉煤灰的綜合利用包括農田坑洼低地、煤礦塌陷區及礦井的回填低技術利用;分選微珠,漂珠用作保溫材料、耐火材料、橡膠填料的中端技術利用;以及制備分子篩、催化劑、高溫耐火陶瓷等高附加值利用[1]。

沸石(Zeolite)作為分子篩的典型代表,是一種具有空曠骨架和較規則孔籠結構的含堿金屬或堿土金屬氧化物的硅鋁酸鹽材料,具有吸附、催化、離子交換、框架支撐等功能,并廣泛應用于負載催化劑及水體污染物吸附等方面[2-3]。利用粉煤灰作為硅鋁源合成沸石分子篩,不僅降低了分子篩合成的成本,而且能夠實現工業廢物的高值利用。

海藻酸鈉(SA)是海帶、馬尾藻和海藻等褐藻經微生物發酵提取出的一種天然多糖,其分子由 β-D-甘露當醛酸(M)和 α-L-古羅糖醛酸(G)殘基組成通過 1, 4-糖苷鍵連接[4]而成。海藻酸鈉可以與多價金屬陽離子螯合交聯形成凝膠狀、膜狀或纖維狀的材料,但由于其為線性分子鏈,鏈間不能有效纏結,使得海藻酸鹽纖維材料結構疏松、溶脹易破裂而缺乏強度和彈性,難以實現復雜的三維結構和較高的力學強度,在很大程度上影響其更廣泛的應用[5]。……