水厂铝污泥制备沸石A吸附剂在城市面源污染典型污染物治理中的应用研究

本研究创新性地采用熔融-水热法(Fusion-HT)将水厂铝污泥转化为高结晶度沸石A(Zeolite A)，其比表面积达128.01 m2/g，对Cd2+、Cu2+、NH4+和PO43-的最大吸附容量分别达103.324、93.899、38.461和6.062 mg/g。研究系统优化了Si/Al比、NaOH用量等合成参数，揭示了pH和腐殖酸(HA)对吸附的影响规律，证实材料经5次再生后仍保持90%以上Cd2+去除率，为城市面源污染治理提供了低成本解决方案。

　　

Highlight

本研究以水厂铝污泥为原料，通过熔融-水热法(Fusion-HT)成功合成高结晶度沸石A，其相对结晶度达93.15%，比表面积为128.01 m²/g。与传统水热法(HT)相比，Fusion-HT显著提高了硅铝利用率，产物纯度更高。

材料与方法

实验采用江西南昌某水厂的铝污泥，经105℃干燥后研磨至100目。使用Al₂O₃、Cd(NO₃)₂·4H₂O等试剂模拟污染水体，通过调整Si/Al比、NaOH用量等参数优化合成条件。

沸石合成方法比较

如图1a所示，传统HT法产物主要为沸石X（含SiO₂杂质），而Fusion-HT法则获得纯净的沸石A（Na₉₆Al₉₆Si₉₆O₃₈₄·216H₂O），其Si:Al:Na化学计量比达到理想1:1:1。

结论

沸石A对Cd²⁺、Cu²⁺、NH₄⁺和PO₄^3-的吸附性能优异，其中Cu²⁺在腐殖酸(HA)存在时呈现"先升后降"的独特吸附趋势。材料经5次再生循环后仍保持90%以上的Cd²⁺去除率，展现出良好的工程应用前景。