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活性氧化铝的再生
活性氧化铝用作吸附剂除磷时,在使用一段时间后会因活性而影响处理效果,必须进行再生。作为吸附剂,活性氧化铝再生就是通过物理或化学方式对其孔结构的重新扩张,恢性。常用再生方法有直接煅烧法和酸活化法。
由于具有多孔结构,高比表面积且处于不稳定的过渡态,因而具有较大的活性。在石油化工化肥工业中,广泛用作催化剂催化剂载体。活性氧化铝又具有吸附特性,因而用作气体和液体的干燥剂气体净化的吸附剂饮水除氟剂工业污水的颜色和气味剂等。它能吸附去除水中对人体有害的氟,可用于饮用水及工业装置的除氧除氟脱砷污水脱色除臭等。同时还根据吸附物质的极性强弱来确定,对水氧化物醋酸碱等具有较强的亲合力,是一种微水深度干燥剂,也是吸附极性分子的吸附剂。
1.直接煅烧法
直接煅烧法是将待再生的活性氧化铝在清水中清洗、过滤、干燥之后,进行直接煅烧稳定的晶体结构、孔容、孔径、比表面积的。
蒽醌法生产双氧水工艺产生的失活活性氧化铝利用直接煅烧法再生,试验确定了煅烧温度为550℃,保温时间为2h,此条件下再生的活性氧化铝比表面积大242.2m2/g,活性高。由于煅烧温度400℃时,活性氧化铝孔腔中的杂质无常挥发,800℃时γ—al2o3会向α—al2o3转变,不利于活性恢复。建议直接煅烧的温度范围应该限定在400-800℃之间。
有一种低成本、易运行的活性氧化铝再生方法。该方法的基本工艺流程为失活活性氧化铝粉碎→按比例与碳酸钠混合→800℃焙烧3h提取滤液偏铝酸钠→通入co2制备氢氧化铝→制备氧化铝球→马福炉500℃焙烧活性氧化铝,但是,对于活性氧化铝吸附磷时,失活活性氧化铝的再生尚无报道。
脱水时,第二层上连接的相邻氢氧根离子一分子的水。/的oh-被后,残留一个oh-和一个的铝离子。该铝离子与三个氧离子相连,可以吸附水,氨,烃等多电子。因此,以活性氧化铝作为吸附剂可以用来吸附在水中存在的氟离子。其反应通式为[alxoyoh)z]oh)x-y-z) x-y-z)f-→[alxoyoh)z]fx-y-z)↓ x-y-z)oh-即f-,通过离散紊流及分子扩散作用由水体迁移到边界层内,而后由分子扩散到颗粒表面及孔隙中去,并与活性氧化铝中的聚合铝发生沉淀反应,同时释放出等量的oh-使水的ph值上升。
2.酸活化法
酸活化法再生活性氧化铝的理论基础时一方面利用酸溶解去除吸附剂通道中的杂质,使孔道疏通;另一方面是利用酸中的氢离子与吸附剂层间离子进行交换,增大吸附剂的孔容积,并削弱原来层间的键力,层状晶格裂开,孔道被疏通,使吸附性能。酸活化是在仍保持活性氧化铝结晶结构形态基本特征不变的情况相爱,扩大其孔道截面和体积,孔道数目,表面性能,达到增强吸附能力的目的。同时酸处理还能清除杂质,纯度。
研究表明,将脱水后制得的氧化铝吸附剂经稀盐酸处理后再高温煅烧所得的活性氧化铝的吸附性能高于未经盐酸处理时所制的活性氧化铝。因此可以尝试对除磷失活活性氧化铝进行酸活化再生,该方面的研究有待深入开展。
影响活性氧化铝再生能力的因素时间工作液与活性氧化铝的时间越长,反应越充分,再生效果越好;时间少于h,再生效果不明显。在实际生产中,工作液和活性氧化铝的时间一般在lomin左右,再生效果不。因此,尽量增大活性氧化铝的加入量,或使部分工作液通过氧化铝床,从而时间,以活性氧化铝的再生效果。再生温度工作液在活性氧化铝中的再生,温度升高,再生后有效蒽鲲含量较多。在生产中,后处理工序的工作液为各工序中温度点,白土床的再生温度通常只有℃。
针对活性氧化铝在饮用水降磷方面的应用,相关学者经研究,提出了一些实验室活性氧化铝再生方案,主要有搅拌冲洗法:将过滤后的滤料倒入烧杯中,加入纯水用玻璃棒搅拌冲洗,然后静置沉淀测定上清液中磷的浓度。反复进行多次搅拌冲洗,直至上清液中磷的质量浓度0.5ug/l浸泡法搅拌冲洗后的滤料加入超纯水至水面淹没滤料,浸泡12h后再测定浸泡液中磷浓度,浸泡进行多次,直至上清液中磷的质量浓度0.5ug/l。
目前,人们希望有孔径分布合理的恬性氧化铝,但国内现有产品能达到要求的并不很多,离催化行业要求还存在不小差距。因此,和开展孔结构研究是发展特种氧化铝,尤其是活性氧化铝的需要。那么如何开展孔结构研究呢。我们知道,载体的孔有小孔中孔大孔及其相互交联的几种类型。不同催化剂要求的孔结构不尽相同。通常活性氧化铝的大孔微米级是参与反应物质催化剂内部的通道;而具有丰富表面积的小孔或中孔才是催化反应的发生。
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