沸石又名分子篩是一類由?[TO4](T=Si,Al,P等)四面體構成,具有規整結構的無機晶體。1756年,瑞典礦物學家CronstedAF.首先發現并命名為沸石,自此以后,近40種天然沸石被發現并測定了其結構和組成天然沸石已成為當今世界各國設為重視的新興礦產資源,由于其離子交換性、表面酸堿性、孔道擇形性以及疏水性等性能已被廣泛應用于日用化工環境保護、石油加工等領域”。天然沸石的應用在國外已取得很大進展,因為它具有優于合成沸石的熱穩定性耐酸性、耐輻照性以及成本低、儲量大等特點,為天然沸石的應用開拓了更為廣闊的前景。本文對天然沸石在水污染控制中的應用研究及進展作一綜述介紹。

天然沸石的組成和結構

天然沸石是一族架狀構造的含水鋁硅酸鹽礦物,可用一般化學式表示為:M:0·AI203-xSiO2·yHz0其中,x≥2,M代表價效為11的陽離子。沸石中所含金屬陽離子主要有鈉、鉀、鈣及少量鍶、鋇、鎂等。

天然沸石的結晶構造由(Si、Al)O四面體組成,其構造開放性大,有許多大小均一的空穴(Cavity)和孔道(Channe1)在過些空穴和孔道中占據有陽離子和水分子。沸石的這種特殊結構決定了其具有吸附分離物流的性質選擇離子交換的性質、催化性質等因此。它是一種優良的附劑、離子交換劑催化劑等。

天然沸石的性能

關于沸石的性能已有許多作者進行過論述,從熱力學和物理化學的角度論述了沸石的擴散、吸附以及離子交換性能。深入研究過天然沸石的化學性能和催化性能。然而,以上論述主要是針對合成沸石而言,且主要集中在沸石的催化性能方面。在此,我們將對天然沸石應用于水污染控制中的兩個重要性能,吸附和離子交換性能作一簡要介紹。

1.吸附和分離

天然沸石孔道中的水分子經過烘燒后會部分或全部脫水,但不會破壞其結構格架,從而形成一個內表面很大的孔穴,可吸附井儲存大量的分子。天然沸石的內表面非常大,因此,沸石的吸附量特別高,沸石晶體內部的空穴和孔道大小均勻固定,與普通分子尺寸相當,其有直徑較小的分子才能進入沸石孔道被吸附,而尺寸較大的分子則不能進入孔遭,即沸石具有選擇性吸附和篩分能力。而硅膠活性炭等由于其孔徑變化較大,大小分子均可進入,無選擇性吸附,天然沸石具有高效吸附性能,特別是對水、氮、硫化氫、二氧化碳等分子具有很強的親合力。

2.離子交換

天然沸石具有良好的離子交換性能,在其應用中,三個最主要的性能為:交換動力學離子交換容量陽離子選擇性。。