PDF《海水淡化剂的制备及其脱盐效果的研究》

2450 MHz(波长 12.2 cm). 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,分子排列起来并高速运 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[7,8] .

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

10 g, 在马弗炉中以 550℃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/mL)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 h 得淡化剂产品. 2.2 海水淡化步骤 取一定量的淡化剂于

250 mL 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 化剂产品所需时间见表 1. 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(H2O)+ n 状态存在, 增大了 M+ 的体积,阻碍 M+ 进入载体孔道中.而频 率在

2450 MHz 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,因而具有 剥离 M+ 离子水合球的能力,使M+ 更容易进入载体 孔道中. 由表

2 可知,在相同的微波交换时间下,饱和 吸附量随微波强度增大而增大.同时,在相同的微 波强度作用下,延长微波作用时间也能够提高饱和 吸附量.在2# 微波强度下作用

16 min,或在 3#微波 强度下作用

10 min 都能达到理论饱和吸附量.这表 明微波辐射确实可减弱 M―H20 键的作用,有利于 克服功能盐水合阳离子 M(H2O)n + 的脱水垒势.而微 波作用强度的增大与微波作用时间的延长均能促进 和增加 M(H2O)n + 变成裸露离子的概率,从而使 M+ 第3卷第3期2008 年3月197 中国科技论文在线 SCIENCEPAPER ONLINE 的吸附量快速达到饱和. 表1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间 Table

1 The needed time of academic saturation adsorption quantity freshening production of microwave radiation and routine hydrothermal syntheses 载体类型 常规水热交换时间/min 微波辐射作用时间/min 饱和吸附量/% 4A

120 16

62 3A

120 16

44 13X

120 16

40 NaY

120 16

44 表2不同微波强度、不同作用时间下的水热交换结果 Table

2 The hydrothermal permutation effect of different microwave intensity and different action time 2# 微波强度 3# 微波强度 载体类型 时间/min 吸附量/% 时间/min 吸附量/%