鉻元素符號(hào)Cr，為銀白色金屬。鉻元素通常以金屬鉻、三價(jià)鉻和六價(jià)鉻存在，鉻的原子序數(shù)為24，原子量為51.996，為體心立方晶體。鉻及其化合物廣泛應(yīng)用于采礦、化工冶金、制藥、鍍鉻、輕工紡織等一系列的工業(yè)生產(chǎn)中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅就電鍍廢水而言，全國電鍍企業(yè)就有1萬多家，每年排出的廢水達(dá)到40億m3，對(duì)環(huán)境造成了相當(dāng)大的污染。并且近幾年，重金屬離子污染呈上升趨勢。現(xiàn)在C6+r已經(jīng)被證明對(duì)我們的身體健康危害最大，相較于金屬鉻和C3+r毒性最強(qiáng)。C6+r可以通過皮膚接觸、吸入、食用等途徑危害到人體。皮膚侵入時(shí)會(huì)產(chǎn)生濕疹和皮炎，吸入可能會(huì)導(dǎo)致鼻黏膜萎縮，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)使鼻中隔穿孔和支氣管擴(kuò)張。經(jīng)過消化道入侵人體時(shí)可引起嘔吐、腹痛等，還有可能造成遺傳性基因缺陷。不過，對(duì)人體危害最大的還是長期或短期吸入、接觸C6+r的時(shí)候會(huì)有致癌的危險(xiǎn)。鉻元素主要以鉻酸鹽和重鉻酸鹽形式存在，溶于水且在水體中穩(wěn)定存在，在厭氧條件下還會(huì)被還原成三價(jià)鉻。由于C3+r和C6+r對(duì)人體都有害，我國規(guī)定居民生活飲用水和地面水中六價(jià)鉻的最高容許濃度是0.05mg/L；而在工業(yè)中六價(jià)鉻及其化合物的最高容許濃度是0.5mg/L。
目前，處理工業(yè)生產(chǎn)中含鉻廢水的方法也有很多種，常見的有還原沉淀法、生物法、電解法和吸附法等。不過，以上幾種方法所用吸附劑由于其造價(jià)昂貴，中小企業(yè)無法承擔(dān)其成本而并沒有被廣泛應(yīng)用。相比之下，天然沸石是成本較低、鉻去除率較高的天然礦物質(zhì)品種之一。
一、沸石的改性
1、沸石改性的必要性
由于沸石的孔徑與孔道細(xì)小，容易被堵塞，相互之間的連通性也較差，導(dǎo)致去除效果降低。另外，同樣是由于天然沸石的孔徑較小，吸附重金屬的效果也不甚理想，需要的沸石用量相當(dāng)大，因此需對(duì)沸石進(jìn)行改性。經(jīng)過改性后的沸石，可以提高孔隙率及其表面活性，從而增加了沸石的吸附性能、離子交換性能以及催化性能。
2、沸石的常用改性方法
沸石的酸處理改性就是使用酸溶液來浸泡處理天然沸石，采用無機(jī)酸有機(jī)酸均可。沸石中含有的雜質(zhì)較多，酸可以清除沸石中的二氧化硅及有機(jī)物等雜質(zhì)；H+可以置換出沸石中含有的如Ca、Na等陽離子，由于H+的半徑比其它陽離子小，從而間接地增加了沸石內(nèi)孔道的有效空間。
二、改性沸石對(duì)廢水中Cr6+去除效果的研究
1、改性對(duì)象以及方法
由于人造沸石的成分穩(wěn)定，雜質(zhì)含量較低，且耐酸堿能力較強(qiáng)，克服了天然沸石的種種弊端，因此本次試驗(yàn)用人造沸石進(jìn)行改性處理。本次試驗(yàn)使用硫酸亞鐵（FeSO4）對(duì)天然沸石進(jìn)行改性，該方法同樣屬于酸處理改性。因?yàn)?FeSO4呈酸性，屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，因此會(huì)發(fā)生水解，其水解方程式為Fe2++H2O→2H++Fe（OH）2。
2、實(shí)驗(yàn)藥品和儀器準(zhǔn)備
Cr6+濃度為25 mg/L的模擬廢水、人造沸石、配置0.2 mol/L的FeSO4溶液、水浴恒溫振蕩器和烘箱等。
3、實(shí)驗(yàn)步驟
（1）取0.2 mol/L的FeSO4溶液，以固液比1：10加入人造沸石，在水浴恒溫振蕩器中溫度在25 ℃的情況下以180 r/min的速度振蕩一定時(shí)間，舍去上邊清液，再用去離子水沖洗3次后放到烘箱中以120 ℃烘干，待用。
（2）取上述改性處理過后的Zeolite和未經(jīng)處理的天然沸石各3.0g，放入濃度為25mg/L的100mL的含Cr6+廢水中，再放入振蕩器中振蕩1h。
（3）使用1mL移液管分別取出待測液分別放入2個(gè)100 mL移液管中，向移液管中加蒸餾水至100 mL刻度線。
（4）使用移液管分別向比色管中加入2.5 mL（1+7）硫酸和2.5 mL二苯碳酰二肼丙酮溶液，立即搖晃均勻，放置10 min。
（5）將721型分光光度計(jì)調(diào)至540 nm波長，使用比色皿，以去離子水作為參比，得出數(shù)據(jù)，見表4。
將上述吸光度代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程 y=0.5879x+0.0002中，由于稀釋100倍，因此出水濃度分別為8.62和5.21mg/L。根據(jù)式（1），求得去除率分別為65.52%和79.16%。
4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
根據(jù)去除率不難看出，相同條件下改性后的人造沸石改性沸石對(duì)廢水中鉻去除效果的研究的去除率高出天然沸石13.64%。這是因?yàn)椋蛩醽嗚F水解產(chǎn)生的 H+置換掉了沸石中原有的比H+半徑大的陽離子，增加了其晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間，從而提高了對(duì)重金屬離子的吸附性能，并且提高了反應(yīng)效率。
使用天然沸石去除含Cr6+重金屬廢水的最佳去除條件為投加沸石量3.0 g/100 mL、振蕩時(shí)間1 h，去除率最高，去除效果最為明顯，去除率最高可達(dá)到67.36%，而經(jīng)改性后的沸石在同樣去除條件下去除率最高可達(dá)79.16%。
