以稻壳灰为硅源制备SAPO-34分子筛

刘 晨,申韬艺,陈 通,刘 震,汪宏星,应思斌,王利军

(1.上海第二工业大学 环境与材料工程学院,上海201209;2.浙江新化化工股份有限公司,杭州311607)

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近几年,随着我国农业生产力水平的发展,水稻年产量可达到2.0亿t左右,其中稻壳占比20%左右[1-2]。上个世纪90年代,我国对于水稻秸秆等农业固体废弃物的处理基本上以传统焚烧为主,这无疑对环境造生了巨大的污染,同时也是资源的浪费。近几年农业固体废弃物的无害化处理和资源化利用,逐渐成为了业内专家的研究热点。

硅材料在科技发展中有着不可取代的作用,随着科技发展需求,工业硅在高科技领域中,尤其是新能源、新材料和电子信息产业中是诸多功能性半导体材料的基础物质。现有的硅基材料合成技术能源消费高,环境污染严重,易产生强酸和其他有毒污染物[3]。所以如何找到环保的硅源成为了我们关注的热点。

水稻是一种喜硅性植物,吸硅能力极强,其中稻壳中硅含量达到21%以上[4]。稻壳中的硅元素普遍以无定形的二氧化硅存在,同时研究表明,在细胞质和细胞壁中二氧化硅以水合物的形式(SiO2·mH2O)存在于稻壳的各组织中,水合二氧化硅占稻壳总硅量的90%～95%,其中木质部的硅全部以单硅酸的形式存在[4],这也使稻壳成为了21世纪最具潜力的再生资源之一。低温焙烧制备的稻壳灰主要成分为非晶态二氧化硅,具有很高的火山灰活性,从而使稻壳灰在材料合成领域得到了广泛的应用,而稻壳中非晶态二氧化硅的提取也成为了广大学者的研究热点。……