综述：废弃物衍生 Zeolite-P 的合成方法、表征技术与吸附性能应用综述

《Molecules》：Waste-Derived Zeolite-P (GIS): Synthesis, Polymorphism, Characterization, and Adsorption Applications for Water Purification and Selective Gas Separation

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摘要

Zeolite-P 是 gismondine (GIS) 框架家族中的一种合成成员，具有天然的微孔结构，其孔道由相互交叉的八元环组成。某些 Zeolite-P 样品的介孔性是次要的纹理特征，由颗粒间的空隙、晶体聚集、缺陷或刻意设计的层级结构引起，而非 GIS 框架本身所导致。这篇综述特别关注从废弃物中制备的 GIS/Zeolite-P，涵盖了多态选择（Na-P1 和 Na-P2）、相纯度评估、前体与性能之间的关系、制备工艺、再生过程以及在越来越现实的条件下进行的吸附性能研究。文章通过 X射线衍射 (XRD)、扫描电子显微镜 (SEM)、傅里叶变换红外光谱 (FT-IR)、X射线荧光 (XRF)、电感耦合等离子体光学发射光谱 (ICP-OES)、固态²⁹Si 和 ²⁷Al 魔角旋转核磁共振 (MAS NMR)、X射线光电子能谱 (XPS) 以及 Brunauer–Emmett–Teller (BET) 分析等手段提供了结构和组成的证据，并评估了每种技术对 GIS 材料的测定能力。综述比较了多种从废弃物中制备 Zeolite-P 的方法，包括水热法、碱熔辅助法、微波辅助法、超声波辅助法、溶胶-凝胶法和无溶剂法，同时不假定某种方法由于使用废弃物作为前体或合成过程较短而具有更低的环境影响。重点讨论了水纯化、离子交换、脱水和选择性气体吸附应用，并区分了单组分批量实验与多组分实际水环境下的实验结果以及再生过程中的数据。此外，综述还将计算预测与实验结果进行了对比：理想化的纯硅酸盐 GIS 模型可能会高估 CO₂ 的吸附能力，而实际的多铝硅酸盐 Na-P1/Na-P2 材料中，框架外的阳离子、水合作用和受限的扩散作用显著影响了吸附性能。最终分析指出，相纯度、基质效应、再生性能、浸出安全性、制备工艺以及工艺层面的技术经济性/生命周期指标是阻碍将废弃物来源的 Zeolite-P 从实验室研究转化为可实用吸附剂的关键障碍。

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