粉煤灰沸石的合成與應用趨勢

　　粉煤灰是火力發電廠燃煤過程產生的固體廢棄物，粉煤灰的形成包括多孔炭粒、多孔玻璃體和玻璃珠等3個階段，粉煤灰的化學組成以 SiO2 和 A12O3為主，同時含有少量的 Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等化合物。由于粉煤灰含有多孔炭粒和多孔玻璃體，這些顆粒中還含有不同數量的微小氣泡和微小活性通道，因此粉煤灰表面呈多孔結構，比表面積較大，具有一定的表面活性。

　　粉煤灰合成沸石的方法

　　第一，水熱法是一種制備人工晶體材料的有效方法，是指在高溫高壓的水熱反應封閉系統中，加入合適的前驅物(通常為氧化物或凝膠)，使在常態下難以溶解的固體物質得以溶解，并使其重結晶。在探索合成粉煤灰沸石方法的初期，研究較多的是工藝相對簡單的一步法、二步法和堿熔融法等。

　　第二，現在合成粉煤灰沸石的方法主要是傳統水熱法，但利用此類方法往往具有產物純度低，重復性差，反應周期長，反應物得不到充分利用等缺陷。針對這一現狀， 研究人員作了一些新的探索， 將傳統水熱法與其他技術進行結合， 開發出微波輔助、超臨界水熱合成等新型復合方法。

　　第三，近些年來，科研人員在固相和氣相合成方面也取得了較大的進展。首先，固相法的工藝流程是將粉煤灰與偏鋁酸鈉進行預處理， 然后進行研磨、反應、冷卻、過濾、烘干等操作。宋瑞然等使用固相法制備了 NaA 型沸石，其對亞甲藍吸附的較優條件是: 初始 pH 值為 5、反應溫度為 25℃，該條件下得到的產品對亞甲藍去除率保持在 90% 以上。固相合成法具有節約水資源、產生廢物少、對反應設備要求低等優點， 但其產物的純度不如液相合成物， 需進行分離純化。

　　其次，鹽熱法的工藝流程是按照合適的比例將某種鹽和活化劑與粉煤灰混合， 并進行高溫焙燒，一定時間后得到沸石產品。在此過程中雖然沒有水的介入，然而結晶體中有較多的鹽， 需要用水清洗。沸石處理的操作麻煩，較難在工業上應用。

　　隨著國內外研究人員長時間的探索， 水熱法得到了較快的發展， 固相和氣相等合成方法也日趨成熟， 因粉煤灰的產地不同， 可合理地選擇方法， 以期獲得附加值較高的沸石。優化現有工藝條件、改善合成方法一直是粉煤灰合成沸石的重要研究方向。粉煤灰沸石在環保中的應用展示出了巨大的價值， 但仍需豐富其在復合材料方面的應用。