论文部分内容阅读
方钠石是首先进入无机功能材料领域的沸石,它可以用来制备光致变色材料,另外,近年来沸石用于吸氢方面的研究很多,研究表明,方钠石吸氢量高于其它沸石,Annemieke等人发现方钠石从理论上能达到储氢材料的体积目标。本文在综合分析国内外有关分子筛的合成与应用的大量文献的基础上,以工业偏铝酸钠和工业级的水玻璃为原料,采用水热法在不同硅铝比(投料比)下合成了方钠石,利用XRD、IR、SEM等测试手段对产物进行了表征,讨论了碱度(H2O/Na2O、Na2O/SiO2)、晶化温度、晶化时间对沸石结晶的影响。通过实验研究得到了在不同硅铝比(投料比)下方钠石的结晶相区与结晶变化规律,并优化得出方钠石合成最佳工艺条件,同时考察了方钠石合成中的相转变规律。另外,本论文研究了所合成的方钠石产品与Fe2+、Ni2+、Li+、K+、Mg2+、Ca2+的交换性能,并研究了改性方钠石的吸氢和吸水性能。本论文实验结果表明,碱度对方钠石结晶影响很大,在较高的碱度下易于方钠石的生成;晶化温度、时间对方钠石的生成也有一定的影响。优化出最佳合成条件如下:Si/Al为1(投料比):90℃,12 h,Na2O/SiO2为3.75,H2O/Na2O为22Si/Al为2(投料比):110℃,14 h,Na2O/SiO2为4.38,H2O/Na2O为32Si/Al为3(投料比):110℃,12 h,Na2O/SiO2为2.92,H2O/Na2O为32Si/Al为4(投料比):110℃,8 h,Na2O/SiO2为2.50,H2O/Na2O为27方钠石与Fe2+、Ni2+、Li+、K+、Mg2+、Ca2+的交换受溶液pH值、温度、交换液浓度的影响。方钠石与Fe2+、Ni2+离子交换,然后还原处理,室温下吸氢量最高已达到4.8cm3/g。Li+交换改性后,方钠石吸水量降低,并且随着交换次数的增加,吸水量减少;K+、Mg2+、Ca2+离子交换后,方钠石吸水量增加,并且随着交换次数的增加,吸水量增大。