沸石是一類具有孔道結(jié)構(gòu)的硅酸鹽礦物,具有幾十個(gè)品種;在自然界中廣泛分布,但形成高品質(zhì)富礦較少;也可人工合成。
沸石獨(dú)特的性質(zhì)
?吸附性:沸石有很大的比表面積和表面不飽和電荷,具有很強(qiáng)的靜電引力和強(qiáng)的吸附性能;
?離子交換性:沸石孔道中具有豐富的可交換陽(yáng)離子,如K+、Na+、Ca2+等;
?催化性:沸石晶體結(jié)構(gòu)中具有豐富的酸性中心;
?分子篩效應(yīng):沸石具有固定尺寸的孔道,這種結(jié)構(gòu)起到了篩選分子的作用;
?耐酸堿耐高溫:?沸石在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及高溫環(huán)境下結(jié)構(gòu)不破壞。
沸石骨架結(jié)構(gòu)中含有四、五、六、八、十或十二個(gè)四面體構(gòu)成的環(huán)面,形成一定大小的孔洞及管道,使得沸石能選擇性的吸附大小適當(dāng)?shù)姆肿?,因此沸石又稱為“分子篩”。沸石孔洞及管道中的陽(yáng)離子及水分子,由于具有相當(dāng)?shù)目箘?dòng)性,使得沸石有離子交換及可逆的吸水脫水特性,同時(shí)結(jié)構(gòu)中不同大小的陽(yáng)離子會(huì)使得沸石孔洞的大小與極性隨之改變,沸石具有的吸附性、離子交換性、催化性,決定沸石可用于環(huán)境材料,用于污水、有害氣體處理。
沸石在污水處理中的作用
用于污水處理的沸石粉可以有效地捕獲溶解在水中的放射性碘,銫,鍶沉淀。沸石粉末具有大致與銫離子大致相同的孔,提高了放射性銫的捕獲效率。首先,沸石對(duì)氨氮具有很強(qiáng)的吸附力,預(yù)處理,工業(yè)鹽活化,焙燒等工藝后,改性沸石可以除去水中的痕量氨,使氨水超過國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。改性沸石還可以通過不同的方法除去水中的氟和。經(jīng)過處理的水質(zhì)達(dá)到國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)后,可以解決中國(guó)高氟水的問題。此外,調(diào)整沸石中硅和鋁的比例,還可以去除自來水,鐵中的殘余氯,以及過量的重金屬。
沸石在土壤修復(fù)中的作用
天然沸石在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用非常廣泛,天然沸石可用作土壤改良劑、單質(zhì)肥料控釋劑、復(fù)合肥料調(diào)理劑、生物侑有杋肥除臭劑、飼料添加劑、重金屬離子的捕集劑、農(nóng)藥、殺菌劑、除銹劑的載體以及農(nóng)業(yè)污水的處理等,在農(nóng)業(yè)與肥料中的報(bào)道日益增多。由于沸石具有較強(qiáng)的陽(yáng)離子交換性、吸附選擇性和自身含有作物所需的養(yǎng)分將沸石直接施用于退化土壤上,可提高土壤鹽基交換量。一般每公頃施用1500?300kg沸石,能提高土壤鹽基交換量10%~25%,增加土壤中的Na+、KCa2、Mg2等含量。在旱地上施用沸石,一方面提高氮肥利用率;另一方面能減少地表水和地下水中硝酸鹽的含量。由于沸石水的存在,施用后一般能使耕地土壤含水量增加1%~2%,比對(duì)照提高5%~15%,對(duì)干旱地區(qū)作物生長(zhǎng)很有益。沸石本身的pH值為6~8,對(duì)于酸性土壤,施用沸石后可以提高土壤的pH值。
沸石在VOC處理中的應(yīng)用
活性炭、沸石均含有豐富的均勻微孔結(jié)構(gòu),都是廢水處理、廢氣處理常用的吸附劑,由于沸石是具有硅氧四面體和鋁氧八面體組成四元環(huán)和六元環(huán)形成孔道結(jié)構(gòu),多為2~50nm微孔尺寸,利用巨大的內(nèi)表面積進(jìn)行吸附;活性炭多是無(wú)定形的多孔結(jié)構(gòu),對(duì)吸附物質(zhì)缺乏選擇性。因此,沸石吸附性能更好。