研究人員對改性沸石去除地下水中氨氮的條件及機(jī)理進(jìn)行了實驗探討。

結(jié)果表明：沸石經(jīng)過活化劑處理后具有降低水中氨氮的作用。影響沸石去除氨氮的主要因素包括沸石與含氨氮溶液作用時間、沸石用量、溶液中氨氮濃度、沸石的粒度和溶液的溫度等,探討了沸石去除氨氮的機(jī)理,初步認(rèn)為主要是由于離子交換作用和吸附作用共同完成的。

通過靜態(tài)實驗己經(jīng)證明被活化過的沸石具有吸附銨離子的作用，這是因為沸石 具有吸附性能和離子交換性。
在沸石晶體內(nèi)部有很多大小均一的孔穴和通道，體積 占晶體總體積的50%以上，里面存在很多水分，經(jīng)加熱除去水分子，失水后形成 一個內(nèi)表面很大的孔穴，內(nèi)部結(jié)構(gòu)好像疏松多孔的海綿體。

沸石的表面具有強(qiáng)大的色散力，孔穴中分布的陽離子和部分格架氧具有負(fù)電荷相互平衡，從而在離子周圍 形成強(qiáng)大的電場，故沸石又具有色散力和靜電力作用，因而具有很強(qiáng)的吸附性。

只有物質(zhì)分子直徑小于沸石孔穴通道直徑的物質(zhì)才能被吸附，而大于此直徑的物質(zhì)則被排除在外，說明沸石對分子的吸附具有篩選作用。

沸石不僅具有吸附力，而且還具有離子交換能力，水樣中的銨離子是陽離子，它的直徑小于沸石的孔穴通道的直徑，容易進(jìn)入孔穴到達(dá)沸石表面，與沸石晶格中的陽離子如K+、Na+、Ca2+等發(fā) 生交換，將K+、Na+、Ca+置換下來。水樣中銨離子與沸石中陽離子之間發(fā)生交 換，使水樣中銨離子減少。

沸石對陽離子交換是具有一定交換順序，實驗發(fā)現(xiàn)pH 值變小時，水樣中FT増多時，沸石吸附H+較多，對NH/的吸附量減少，說明 H+優(yōu)于NH/進(jìn)行離子交換，其他離子的交換順序依次為：

Cs+>Rb+ >K+ >NH4+； >Sr2+ =Ba2+ >Ca2+ >Na+ >Fc2+ >AF+ >Mg2 +

由此可見，當(dāng)選用無毒、無害的Al3+對沸石進(jìn)行活化，水體中許多有害離子 如Ca2+、Ba2+、NH4⁺等都可以通過活化沸石去除。因此，沸石與銨離子的交換 作用機(jī)理可以通過反應(yīng)式說明（Z為沸石）：
Al³⁺Z₃^–– +3NH4⁺→-3NH₄⁺Z^–+Al³⁺

由此可見，沸石去除氨氮的性能是由于離子交換和吸附兩種行為共同作用的結(jié)果，而以離子交換為主。