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天然沸石是当今研究和应用广泛的天然矿产资源之一。天然沸石是一族具有连通孔道的呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物,由于其独特物理化学性质使其在石油化学工业、农牧业、环境保护、生态建设、各种材料和新能源的开发等方面应用备受关注。活化改性后其物理化学性能得到改善,应用的领域被扩大、效果更好,
蒙古国天然沸石具有比表面积大,品位高,储量大,种类多,用途广的特点。自1973年在蒙古国发现天然沸石以来已有30多年,开展了一些开发应用方面的研究工作,但对其研究很有限而且不够深入,理化性质方面需要进行进一步的深入系统的研究,为开发应用提供理论依据。
本文以蒙古国两种天然沸石为原材料,首先制取四种粒度的两种天然沸石的样品,通过化学组成分析、结构测定、比表面与孔结构分析、离子交换性能及吸水性能测定等,发现这两种天然沸石为斜发沸石和丝光沸石,其物理和化学性质随着粒度的改变而发生变化。其中过400目筛的丝光沸石(记为:400目丝光沸石)的比表面积最大,吸附性能为最好。
以400目丝光沸石为进一步研究的对象,用不同浓度的盐酸进行H型改性处理,通过XRD、XRF、BET、SEM、IR和UV-Vis等测试手段进行表征,并研究了对水溶液中罗丹明B降解的光催化活性。结果表明,2mol/L盐酸改性处理后的丝光沸石(记为:HM-2)的结构不变,但光催化活性有所提高。在此基础上,分别以400目丝光沸石和HM-2为载体,制备了负载ZnO不同量的催化剂(分别记为:ZnO/400Mx,ZnO/400HMx),并研究了溶液pH值、催化剂用量、反应物浓度等对其光催化活性的影响。结果表明,ZnO/400HMx催化剂的光降解催化活性好于ZnO/400Mx催化剂;ZnO的负载量对ZnO/400HMx催化剂的光催化活性有一定的影响,其中ZnO的负载量为26%时(ZnO/400HM26催化剂),300-400℃焙烧催化剂的催化活性为最好;当溶液pH值为1~3,催化剂的用量2g/L,紫外光照时间为100min时,罗丹明B降解达到98%;可见光照时间为120min时,罗丹明B降解也达到98%。