采用粉煤灰为原料合成A型沸石膜的探索研究开题报告

1. 研究目的与意义

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废弃物。燃煤电厂排放的粉煤灰除部分用作水泥、混凝土等建材原料外，多数露天堆放，这会严重危害环境和人体健康。由于粉煤灰的主要成分是硅铝酸盐，因此可用作水热合成沸石分子筛及沸石膜的廉价原料。

naa沸石是一种重要的无机微孔材料，广泛应用于洗涤、石油化工、医药及环保行业等。naa型分子筛膜是目前发展最为迅速的一种膜材料，该类材料具有8元环孔道结构和强亲水性质，表现出很高的水选择渗透性，可用于有机溶剂脱水。

本实验采用废弃物粉煤灰为原料，在水热合成条件下制备a型沸石膜,并对其合成方法及合成条件、以及膜的渗透性能做分析比对，探究最佳合成方法。一方面能够解决环境污染问题，另一方面实现资源的合理化利用，变废为宝。

2. 研究内容和预期目标

a型沸石膜是一种具有三维孔道体系的多孔材料，其孔道直径为0.410.41nm。主要成分是si元素和al元素，其中si与al的摩尔比为1，因此a型沸石膜具有高亲水性，经常作为乙醇/水等混合物的分离材料。粉煤灰的主要成分为硅铝酸盐，可以通过对粉煤灰的处理，溶出其中的硅铝，在水热合成的条件下制备a型沸石膜。研究的主要内容包括：

1.粉煤灰处理的方法:通过对不同方法si、al的溶出量分析，找出一种最合适的粉煤灰预处理的方法。

2.晶化时间对生成产物纯度的影响：由于沸石的合成是由制备的硅铝凝胶水热反应开始的，所以通常只有在一个晶化区域内才能形成单一的沸石结构。将相同的摩尔比的轨旅凝胶，在同一晶化温度下，晶化不同的时间，通过对反应产物的xrd图谱进行分析，探究该凝胶的最适宜晶化时间。

3. 研究的方法与步骤

步骤：

1.对购买的粉煤灰进行预处理，去除杂质

⑴取粉煤灰与naoh按一定比例充分混合后焙烧，冷却后将该混合物按液固比为5:1的比例溶于蒸馏水后过滤，取滤渣备用

4. 参考文献

[1]王春峰，李健生，韩卫清等，以粉煤灰为原料两步法合成亚微米naa型沸石[j]，硅酸盐学报，2008，36(11)，1638-1643

[2]徐国想，范丽花，李学字等，粉煤灰沸石合成及应用研究[j]，化工矿物与加工，2006，9，32-34

[3]李智专，薛鹏，李伟芳等，利用粉煤灰合成a型沸石分子筛的实验研究[j]，2011，29(1)，43-45

5. 计划与进度安排

1.2022-3-16～2022-3-26查阅文献，了解论文的研究内容，确定合成原料、合成方法，筹备实验药品和装置，并完成外文翻译

2.2022-3-27～2022-5-23制备a型沸石膜，并采用sem和气体渗透测量进行表征，确定最佳的合成条件

3.2022-5-24～2022-6-07撰写论文，提交指导教师审阅，论文查重，修改论文