4A分子筛与Ca_2_在热水中离子交换的实验研究_范春英

Ionexchangeexperimentalstudyof4AzeoliteandCa2+inhotwaterFanChunying，WangDong，ChenYuanchao，WangYu（SchoolofEnvironmental&LiveScience，DalianUniveresityofScience&Technology，Dalian116023，China）4A分子筛与Ca2+在热水中离子交换的实验研究范春英，王栋，陈远超，王宇（大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连116023）［摘要］研究了4A分子筛吸附热水中Ca2+的效果，考察了浓度、温度、pH对吸附量的影响。结果表明:该反应为拟一级可逆反应，交换过程为液膜控制，并在40~60h吸附达到平衡。绘制了不同温度下的离子交换等温线，其吸附规律符合Langmuir吸附等温式；50℃时，4A分子筛对Ca2+的最大吸附量可达61.73mg/g。随着Ca2+初始浓度的增加分子筛对Ca2+的去除率逐渐降低；温度增加，Ca2+在分子筛上的吸附量增加；pH增加，吸附量也增加，并且碱性条件下吸附量更高。［关键词］4A分子筛；Ca2+吸附量；吸附；高温除垢［中图分类号］TQ028.3［文献标识码］A［文章编号］1005-829X（2009）05-0039-04Abstract：AdsorptionofCa2+on4Azeolitehasbeenstudied.TheadsorptiondynamicexperimentandCa2+adsorptionquantityationexchangeequilibriumunderdifferenttemperaturesanddifferentinitialCa2+massconcentrationsarecarriedout.Theinfluenceofconcentration，pHandreactiontemperatureontheadsorptionisalsostudied，basedonthisstudy.Andtheresultindicatesthatthereactionisfittedapseudo-first-orderreversiblereaction，theprocessisliquidfilmcontrolled，reachingitsbalanceafter40-60h.Theionexchangeisothermsatdifferenttemperaturesareplottedandtheresultshowsthattheadsorptionaccordedwithlangmuiradsorptionisotherm，andthemaximumadsorptionis61.73mg/gat50℃.TheremovalrateofCa2+graduallydecreaseswiththeincreasingoftheconcentrationofcalciumion.Ca2+adsorptionalsoincreaseswiththeincreasingofthetemperature.pHandadsorptionrateofCa2+increasealso，andhaveahigheradsorptionquantityinalkalinecondition.Keywords：4Azeolite；Ca2+adsorptionquantity；adsorption；hightemperaturedescaling在用水量极大的工业循环冷却水系统中，结垢是困扰系统正常运行的一大难题〔1〕。目前的阻垢剂方法会带来二次环境污染，特别在工业上的蒸发过程中，大部分化学药剂因受温度的限制，在温度高时不能使用。分子筛在高温时稳定性很好，且具有吸附脱除水中Ca2+的性能，因此笔者实验采用4A分子筛去除在热水中的Ca2+，以达到阻垢的目的。分子筛〔2〕由廉价且分布广泛的天然沸石为原料制成，试验研究了用分子筛去除热水中的钙离子的吸附动力学，考察了离子浓度、溶液温度、pH对其吸附的影响，并根据其实验结论，模拟了在实际应用条件下，去除Ca2+的效果。1实验部分1.1药品与试剂TRW-327型高精度恒温水浴（精度：0.02℃）；CyberScanpH1500型pH计（精度：0.01pH单位）；DG-701型电热干燥箱；电子天平（精度：0.0001g）。过硫酸钾，三乙醇胺，氢氧化钾，钙-羧酸指示剂，氯化钾，乙二胺四乙酸二钠，氨，氯化铵，铬黑T，乙醇，硫酸等试剂均为分析纯；所有溶液均以去离子水配制。1.2实验方法准确称量1g左右处理过的4A沸石，加入到第29卷第5期2009年5月工业水处理IndustrialWaterTre