PDF《海水淡化剂的制备及其脱盐效果的研究》

第3卷第3期2008 年3月195 中国科技论文在线 SCIENCEPAPER ONLINE 海水淡化剂的制备及其脱盐效果的研究 马成有 1,2 ,李国权

2 (1.

吉林大学环境与资源学院,长春 130026;

2. 吉林大学农学部公共教学中心化学教研室,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,合成四种不同载体 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;

4A,3A 型载体淡化 剂性能最佳;

淡化剂用量与海水体积比为 1:4 时,淡化反应时间

25 min 淡化水可达到饮用水标准;

微波能大 幅度提高反应速度. 关键词:电子技术;

海水淡化;

微波合成;

离子交换;

分子筛 中图分类号:O647.3 文献标识码:A 文章编号:1673-7180(2008)03-0195-5 Study on the preparation of freshening agent of seawater and desalination efficiency MA Chengyou1,2 , LI Guoquan2 (1. College of Entironment and Resource, Jilin University, Changchun 130026;

2. Chemistry studying Section of Public Teaching Center, Agricultural Department, Jilin University, Changchun

130026 ) Abstract: The study is on synthetic reaction of freshening agent of seawater and desalination efficiency with hydrothermal synthetic method and micro synthesis. Five freshening agents of differential carrier have been synthesized.The results show that the freshening agent can precipitate the metal cation, halogenide and other anion. Type 4A and 3A freshening agents have the best capability of precipitation. When the ratio of the weight of freshening agent to the volume of seawater is 1:4, desalting reaction time is

25 minutes and then the fresh water will be drinkable. The rate of reaction can be accelerated by microwave. Key words: electronic technology;

desalination of seawater;

microwave synthesis;

ion exchange;

molecular sieve desalination;

silver 现代战争条件下,尤其是渡海登陆作战时,饮 用水往往得不到及时供给,大大影响部队战斗力的 发挥,而海水水源却十分丰富,因此海水淡化技成 为军需保障的重大研究课题.关于海水淡化研究已 有薄膜法、蒸馏法.薄膜法主要有电透析法和逆渗 透法两种方法.蒸馏法又可细分为多级闪化法、多 级蒸馏法、 蒸汽压缩法[1] . 其它的淡化技术则有冷冻 法及太阳能蒸发法等.但这些方法的特点是体积庞 大、重量过重,需要附属的动力支持,维护困难, 不利于单兵携带.目前体积小、重量轻、操作简便, 基金项目:军需大学校长基金课题 作者简介:马成有(1973- )男,讲师,博士研究生, [email protected] 第3卷第3期2008 年3月196 海水淡化剂的制备及其脱盐效果的研究 并在无外界动力的前提下达到海水脱盐淡化适合单 兵用的海水淡化技术还未解决. 借助微波辐射技术, 通过水热合成法对 4A、 3A、 13X、NaY 等四种载体进行改性处理制得了具有特 定功能结构的海水淡化剂.实验结果表明,A 种淡 化剂淡化海水效果明显;

配合军用水壶,就可以实 现无需外界动力设备适用于单兵携带的海水脱盐淡 化技术.

1 原理部分 分子筛是一种合成的结晶硅酸盐,又称人造泡 沸石.通常将分子筛的化学组成经验式表示为: (M2+ ,M+ )O・Al2O3・XSiO2・YH2O,式中 M+ 代表 Na+ 、K+ 、NH+ ,M2+ 代表 Ca2+ 、Sr2+ 、Ba2+ 、……. 根据 SiO2/Al2O3 摩尔比不同,所得的笼形结构亦不 同.因此有 X 型分子筛 , Y 型分子筛 和 丝 光沸石 . 分子筛属于多孔性物质,具有比较均匀的孔径 和很大的比表面积(一般在 300~1000 mm2 ・g-1 ).分 子筛不仅有极好的吸附性能,而且分子筛中的 Na+ 等可与其它离子交换,交换后其物理化学性质发生 变化,而起到一些特殊作用[2~6] . 将分子筛(M2+ , M+ )O・Al2O3・XSiO2・YH2O 用银盐 进行离子交换形成载银分子筛(Ag+ )O・ Al2O3・ XSiO2・ Y2O,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+ 、Mg2+ 等则转移到分子筛上,分 离沉淀海水即可得到淡化. 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 0.05 mg/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~ 300MHz(波长在 1~100 cm)区域内,用于加热的微波 频率一般固定在