沸石研究進(jìn)展

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1、沸石在環(huán)境中的吸附特性的研究進(jìn)展張艷艷南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院環(huán)境工程摘要:沸石是一種優(yōu)良的吸附劑，具冇成本低、使用方便、安全冃不會(huì)造成二次污染等特點(diǎn)。其特性對(duì)于控制環(huán)境污染極為重耍，尤其適用于水處理，凈化空氣,脫水方面，同時(shí)還口J作濾料。沸石的應(yīng)用前景廣泛，應(yīng)繼續(xù)加大對(duì)各種天然沸石性能、結(jié)構(gòu)和其改性工藝的研究，充分發(fā)揮其應(yīng)用性能、拓寬其應(yīng)用范圍，使其在環(huán)境保護(hù)和污染處理中得到更好的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：沸石吸附作水處理Studyoninvestigationprocessesofzeoliteadsorptioneffectintheenviron

2、mentZhangYanyanNanjingUniversityofTechnologyCollgegeofEnvironmentalSciencesAbstract：Zeoliteisasuperioradsorbent,whichischeap,convenient,safeandwithoutanysecondarypollution.Itscharacteristicsarequiteusefulfortheenvironmentalpollution-control,particularlysuitableforwatertre

3、atment,airpurification,dehydrationaspect,anditcanalsobeafilter.Theapplicationprospectsofzeoliteisquiteextensive,theattentionshouldbefocusedonthefurtherstudyofallkindsofnaturalzeolitesandtheircharacter,structureandmodificationtowidentheirapplicationinwatertreatment.Keyword

4、s:zeolite;adsoiption;watertreatment1引言沸石作為一種具有優(yōu)異功能的非金屬礦物材料，在工業(yè)屮有廣泛的應(yīng)用。其顯著特點(diǎn)是孔隙度高、比表?yè)Q性、吸附性、催化性、耐酸性、耐熱性、耐輻射性等性能優(yōu)異，因此被廣泛用于石面積大，離了交油化工、環(huán)境保護(hù)、農(nóng)牧業(yè)、建材工業(yè)、輕工業(yè)及高新尖端技術(shù)等領(lǐng)域。沸石可用做催化劑、干燥劑、水質(zhì)軟化劑、吸附劑、離子交換劑等，在工業(yè)上常作分子篩，用來(lái)凈化氣體、石油及廢水處理，海水提鉀、淡化、碩水軟化等［1］。目前國(guó)際上對(duì)天然沸石的開(kāi)發(fā)、研究和生產(chǎn)相當(dāng)活躍。本文對(duì)近兩年來(lái)沸右在水處理應(yīng)用的研

5、究進(jìn)展進(jìn)行了綜合評(píng)述，介紹了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有機(jī)物質(zhì)、重金屬離了、放射性物質(zhì)等方面的應(yīng)用。沸石一般能夠再生使用3-5年。本文主要研究的是沸石的吸附性。2沸石的由來(lái)、結(jié)構(gòu)及其特性2.1沸石的由來(lái)1765年瑞典礦物學(xué)家Cronstedt在冰島玄武巖杏仁狀空隙內(nèi)，首先發(fā)現(xiàn)種白色透明的礦物，因其加熱吋出現(xiàn)發(fā)泡沸騰現(xiàn)象，便以希臘文命名為“zeolite”,意為“沸騰的石頭”［2］。關(guān)于沸石的定義存在著一個(gè)演變的過(guò)程，直至1997年,國(guó)際礦物學(xué)I?辦會(huì)（IMA）新礦物及礦物命名委員會(huì)（CNMMN）沸石專業(yè)委員會(huì)（IZA）采納了±D.S.

6、Coombs等18名成員署名發(fā)表的有關(guān)沸石類礦物命名的建議，將沸石礦物定義為一類結(jié)晶物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)以四面體連接形成的格架為特征，四面體由4個(gè)氧原子圍繞一個(gè)陽(yáng)離子組成［3］2.2沸石的結(jié)構(gòu)沸石最基本的結(jié)構(gòu)單元是Si04和A1CU四面體，相鄰的四面體之間以氧橋鍵的方式共用氧原子。其中Si或Al位于四而體的屮心，分別與氧鍵合，氧位于四面體齊頂點(diǎn)。這種結(jié)合方式使其在三維方向上形成一個(gè)貝有規(guī)整結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)聚合體。其中A1CU帶一個(gè)負(fù)電荷，那么必然就有一個(gè)相反的電荷存在，以中和架電荷。因此沸石屮存在很多骨架外陽(yáng)離子，這實(shí)際上就是沸石能夠作為催化劑的最本質(zhì)

7、的原因。同時(shí)，其骨架也搭起了一個(gè)內(nèi)部空曠、充滿孔隙與相互聯(lián)通的孔道與籠的結(jié)構(gòu)，捉供催化反應(yīng)的場(chǎng)所以及傳輸?shù)耐ǖ馈?.3沸石的吸附特性沸石晶體的大量孔穴和通道使沸石具有很大的比表面積，每克沸石可達(dá)400?1000m,其中絲光沸石一般為44()m?？籽w積可占沸石全部體積的50%,加上特殊的分子結(jié)構(gòu)而形成的較大的靜電引力使拂石具冇相當(dāng)大的應(yīng)力場(chǎng)。又因?yàn)榫w內(nèi)部各種構(gòu)造形式的籠內(nèi)充填著陽(yáng)離子，并且部分硅(鋁)氧四面體骨架氧也有負(fù)電荷，在這些離子周圍形成強(qiáng)大的電場(chǎng)，從而還有強(qiáng)大的靜電引力。晶體內(nèi)外表而過(guò)剩自由能所決定的色散力和這種靜電引力的存在，

8、使得沸石冇優(yōu)良的吸附性能。3應(yīng)用3.1沸石在水處理中的應(yīng)用研究3.1.1去除水屮氨氮氨氮存在于許多工業(yè)廢水中，氨氮排入水體，特別是流動(dòng)較緩慢的湖泊、海灣，容易引起水中藻亡，甚至?xí)?dǎo)致湖泊的干涸