海水淡化剂的制备和脱盐效果的研究.pdfVIP

海水淡化剂的制备及脱盐效果的 研究 马成有 1.吉林大学环境与资源学院 吉林长春130026 2.吉林大学农学部公共教学中心化学教研室，吉林长春130062 摘要： 采用水热合成和微波合成方法，对海水淡化剂的合成条件和脱盐效果进行 了研究.合成了五种不同载体淡化剂.实验结果表明：它们对海水中金属阳离子和卤 素及其它阴离子具有较强沉淀能力。A，B型载体淡化剂性能最佳。淡化剂用量与海水体 积比为1∶7时，淡化反应时间10分钟，淡化水可达到饮用水标准。水热合成制备淡 化剂的最佳温度为85℃。微波能大幅度提高反应速度. 关键词： 微波技术；银；离子交换； 分子筛； 海水淡化 13_7J ● ， 将分子筛(矿’，M’)O·Al舢·Xsi02·YH20用银盐进行离子交换形成载 银分子筛(Ag+)0·A1她·Xsi02·YH[20，用其处理海水，海水中的Cl、Br、 I’等阴离子分别与分子筛上的Ag+反应生成相应的AgCl、AgBr、AgI等沉淀， 而海水中的阳离子如Na+、K+、ca2+、M92。等则转移到分子筛上，分离沉淀海 水BP．-7得到淡化哺^乳¨1． 因此载银分子筛具有淡化海水脱盐的性能，并且在水处理过程中释放 出低于0．05mg／L对人体在安全范围内的微量银可起到催化氧化和杀菌消 毒的用。 微波是一种高频电磁波，频率在30GHz～300JIz(波长在lcm～lm)区域 内，用于加热的微波频率一般固定在24501皿Iz(波长12．2cm)。它具有内部加 热、快速加热、选择性加热和节能加热等优越性。当微波炉磁控管辐射出 频率极高的微波时，微波能量场以每秒24．5亿次的速度不断地变换正负极 性，分子运动发生了巨变，分子捧列起来并高速运动，互相碰撞、磨擦、 挤压，从而使动能——微波能转化为热能。由于此种能量来自样品内部， 本身不需要传热媒体，不靠对流，样品温度便可以很快上升，从而可以全 面、快速、均匀地加热样品，以达到处理目的。 微波辐射技术应用于海水淡化剂的制备，明显提高了合成效率璩一一引。 2实验部分 2．1 海水淡化剂的合成称取4A、3A、13X、NaY各类型的载体各lOg，在 马弗炉中以55013焙烧。使载体具有稳定的活性以及保持机械强度。粉碎， 过40目筛，使载体达到一定的目数，增大反应的接触面积。 配制一定浓度的功能盐溶液，将载体与功能盐溶液按固液比1：10 (g／m1)混合于烧杯中。置于微波炉内进行不同微波强度和不同时间的水 热交换，固体经洗涤、抽滤，至滤液中无功能盐阳离子存在，在105℃的 条件下干燥2小时得淡化剂产品。 。 2．2海水淡化步骤称取一定量的淡化剂于250ml烧杯中，加入的一定量 的海水，振荡，离心分离，取上层清液。对分离出的淡水进行分析测试， 考查淡化效果． 3．结果与讨论 3．1 实验条件的确定微波辐射条件下的水热交换和未经微波辐射的常 规水热交换法合成达到理论饱和吸附量的海水淡化剂产品所需时问见表 l。可以看出，合成达到理论饱和吸附量的海水淡化剂产品，微波辐射下水 热交换比常规的水热交换效率显著提高，交换时间大大减少。常规的水热 交换条件难以将M’引入载体。并且由于M’水合，在水溶液中以M(H20)’． 状态存在。增大了M+的体积，阻碍旷进入载体孔道中。而频率在2450EIz 的高频微波场除能在短时间内提供大量的热能外，还由于偶极子的旋转导 致分子的空间结构发生变化，使化学键断裂或活化’io}，因而具有剥离矿离 子水合球的能力，使M+更容易进入载体孔道中。 表l微波辐射和常规水热交换合成具有理论饱和附量的淡化剂产品所需时向 常规水热交换时间 微波辐射作用时间 饱和吸附量 载体类型 min rain ％ 4A 120 16 62 3A 120 16 44 13X 120