Synteza zeolitów z perlitu i ich zdolności sorpcyjne

• Autorzy: Król M. , Morawska J. , Mozgawa W. , Pichór W.

Warianty tytułu

EN

Synthesis of zeolites from perlite and their sorption properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad procesem syntezy materiału zeolitowego z odpadowej frakcji pylastej powstałej przy produkcji perlitu ekspandowanego. Przeanalizowano wpływ stężenia i ilości roztworu NaOH, temperatury oraz czasu syntezy na rodzaj i ilość powstałych produktów. W zależności od warunków, w jakich prowadzony był proces, zidentyfikowane na podstawie rentgenowskiej analizy fazowej (XRD) produkty to: zeolit Na-P1, zeolit X, zeolit A oraz hydroksysodalit. Obecność faz zeolitowych potwierdziły pomiary spektroskopowe w zakresie środkowej podczerwieni oraz obserwacje w mikroskopie skaningowym. Stwierdzono, że istnieje możliwość optymalnego doboru parametrów syntezy zeolitów; już po 24 h w temperaturze przynajmniej 60 °C i przy stężeniu NaOH powyżej 3,0 mol/dm3 możliwe jest efektywne przekształcenie perlitu w materiał zeolitowy. Na podstawie analizy składu fazowego (zawartość zeolitów A oraz X) oraz mikrostruktury uzyskanych próbek wyselekcjonowano te o potencjalnie wysokich zdolnościach sorpcyjnych. Wyznaczono pojemności sorpcyjne wybranych próbek. Stwierdzono, że sodowe zeolity uzyskane w procesie syntezy z perlitu ekspandowanego mogą być z powodzeniem wykorzystywane w procesach sorpcyjnych.

EN

The paper presents research in synthesis of zeolites using waste dusty fractions coming from the production of expanded perlite. The influence of concentration and amount of a aqueous solution of NaOH together with temperature and time of synthesis on the type and quantity of the resulting products was analyzed. Depending on the process conditions, zeolite Na-P1, zeolite X, zeolite A, and hydroxysodalite were the products identified by X-ray diffraction analysis (XRD). The presence of the zeolite phases has been confirmed by mid-infrared spectroscopic measurements and scanning electron microscope observations. It has been found that it is possible to optimize the synthesis parameters. The perlite dust transforms into the zeolitic material just after 24 h synthesis in the NaOH aqueous solution of concentration above 3.0 mol/dm3 at ≥ 60 °C. Basing on the content of the A and X zeolites, and the microstructure of the obtained samples, the zeolite materials of potentially high sorption capacity were selected. Cation exchange capacities of the selected samples were determined. It has been found that sodium zeolites obtained from the perlite dust can be successfully used in sorption processes.

Słowa kluczowe

PL

zeolity; perlit ekspandowany; synteza hydrotermalna; sorbent

EN

zeolites; expanded perlite; hydrothermal synthesis; sorbent

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 66, nr 2
• Strony: 129--134
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Król M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Morawska J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Mozgawa W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

autor

Pichór W.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1]. Ciciszwili, G. W., Andronikaszwili, T. G., Kirow, G. N., Filizowa, Ł. D.: Zeolity naturalne, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa 1990.
• [2]. Gottardi, G., Galli, E. (red.): Natural Zeolites, Mineral and Rocks, 18, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 1985.
• [3]. Suchecki, T. T.: Zeolity z popiołów lotnych. Otrzymywanie i aplikacje w inżynierii środowiska, Zakład Narodowy im. Ossolińskich – Wydawnictwo, Wrocław ,2005.
• [4]. Querol, X., Umana, J. C., Plana ,F., Alastueya, A., Lopez-Soler, A., Medinaceli, A., Valero, A., Domingo, M. J., Garcia-Rojo, E.: Synthesis of zeolites from fly ash at pilot plant scale. Examples of potential applications, Fuel, 80, (2001), 857–865.
• [5]. Franus, W., Wdowin, M.: Wykorzystanie popiołów lotnych klasy F do produkcji materiału zeolitowego na skalę półtechniczną, Polityka Energetyczna, 14, 2, (2011), 79–91.
• [6]. Khodabandeh, S., Davis, M. E.: Alteration of perite to calcium zeolites, Microporous Materials, 9, (1997), 161–172.
• [7]. Barth-Wirsching, U., Höller, H., Klammer, D., Konrad, B.: Synthetic zeolites formed from expanded perlite: type, formation conditions and properties, Mineralogy and Petrology, 48, (1993), 275–294.
• [8]. Tangkawanit, S.: Synthesis of zeolites from perlite and study of their ion exchange properties, Suranaree University of Technology, 2004.
• [9]. Christidis, G. E., Phapaliars, I., Kontopoulos, A.: Zeolitization of perlite fines: mineralogical characteristics of the end product and mobilization of chemical elements, Appl. Clay Sci., 15, (1999), 305–324.
• [10]. Fernández-Jiménez, A., Palomo, A.: Mid-infrared spectroscopic studies of alkali-activated fly ash structure, Microporous and Mesoporous Materials, 86, (2005), 207–214.
• [11]. Mozgawa, W.: Spektroskopia oscylacyjna zeolitów, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków, 2007.
• [12]. Mozgawa, W.: The relation between structure and vibrational spectra of natural zeolites, J. Molecular Structure, 596, (2001), 129–137.