粉煤灰是火力發(fā)電廠燃煤過程產(chǎn)生的固體廢棄物，粉煤灰的形成包括多孔炭粒、多孔玻璃體和玻璃珠等3個階段，粉煤灰的化學(xué)組成以 SiO2 和 A12O3為主，同時含有少量的 Fe2O3、CaO、MgO、Na2O等化合物。由于粉煤灰含有多孔炭粒和多孔玻璃體，這些顆粒中還含有不同數(shù)量的微小氣泡和微小活性通道，因此粉煤灰表面呈多孔結(jié)構(gòu)，比表面積較大，具有一定的表面活性。

粉煤灰合成沸石的方法

第一，水熱法是一種制備人工晶體材料的有效方法，是指在高溫高壓的水熱反應(yīng)封閉系統(tǒng)中，加入合適的前驅(qū)物(通常為氧化物或凝膠)，使在常態(tài)下難以溶解的固體物質(zhì)得以溶解，并使其重結(jié)晶。在探索合成粉煤灰沸石方法的初期，研究較多的是工藝相對簡單的一步法、二步法和堿熔融法等。

第二，現(xiàn)在合成粉煤灰沸石的方法主要是傳統(tǒng)水熱法，但利用此類方法往往具有產(chǎn)物純度低，重復(fù)性差，反應(yīng)周期長，反應(yīng)物得不到充分利用等缺陷。針對這一現(xiàn)狀， 研究人員作了一些新的探索， 將傳統(tǒng)水熱法與其他技術(shù)進(jìn)行結(jié)合， 開發(fā)出微波輔助、超臨界水熱合成等新型復(fù)合方法。

第三，近些年來，科研人員在固相和氣相合成方面也取得了較大的進(jìn)展。首先，固相法的工藝流程是將粉煤灰與偏鋁酸鈉進(jìn)行預(yù)處理， 然后進(jìn)行研磨、反應(yīng)、冷卻、過濾、烘干等操作。宋瑞然等使用固相法制備了 NaA 型沸石，其對亞甲藍(lán)吸附的較優(yōu)條件是: 初始 pH 值為 5、反應(yīng)溫度為 25℃，該條件下得到的產(chǎn)品對亞甲藍(lán)去除率保持在 90% 以上。固相合成法具有節(jié)約水資源、產(chǎn)生廢物少、對反應(yīng)設(shè)備要求低等優(yōu)點(diǎn)， 但其產(chǎn)物的純度不如液相合成物， 需進(jìn)行分離純化。

其次，鹽熱法的工藝流程是按照合適的比例將某種鹽和活化劑與粉煤灰混合， 并進(jìn)行高溫焙燒，一定時間后得到沸石產(chǎn)品。在此過程中雖然沒有水的介入，然而結(jié)晶體中有較多的鹽， 需要用水清洗。沸石處理的操作麻煩，較難在工業(yè)上應(yīng)用。

隨著國內(nèi)外研究人員長時間的探索， 水熱法得到了較快的發(fā)展， 固相和氣相等合成方法也日趨成熟， 因粉煤灰的產(chǎn)地不同， 可合理地選擇方法， 以期獲得附加值較高的沸石。優(yōu)化現(xiàn)有工藝條件、改善合成方法一直是粉煤灰合成沸石的重要研究方向。粉煤灰沸石在環(huán)保中的應(yīng)用展示出了巨大的價值， 但仍需豐富其在復(fù)合材料方面的應(yīng)用。