沸石的研究进展

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1、目录0引言21氨氮吸附机理31.1吸附作用31.2离子交换作用32吸附作用影响因素32.1沸石用量及粒径对去除效果的影响32.2温度对去除效果的影响32.3PH对去除效果的影响32.4共存阳离子的影响43沸石的改性43.1酸处理43.2盐处理或碱处理43.3改变硅铝比44结语4参考文献5沸石的研究进展及其在处理氨氮废水中的应用摘要:沸石是一种天然廉价的多孔物质，表面极性强，晶格中有可交换的阳离子，能有效去除水屮极性物质和金属离子，在水处理领域具有广阔的应用前景。木文通过对沸石结构及性能的介绍，阐述了沸石对氨氮的吸附机理，

2、分析了吸附效果的影响因素，探究了沸石的改性方法，并对其未来的发展进行了展望。关键字：水处理沸石氨氮吸附0引言由于水源水受到污染，使得水中溶解性有机物、氨氮浓度升高，造成常规的水处理工艺很难使水质达到饮用水标准。饮用水屮氨氮浓度过高可促进亚硝酸盐浓度升高，加Z水中溶解性有机物，特别是有机卤化物等的存在更会对饮用水的安全造成隐患。通常，用于去除NHZ-N的生化方法去除率低、周期长、成本高，因此，寻找-种高效、切实可行的去除NH「-N的方法具有现实意义。沸石是由碱金属和碱土金属组成的含水网状铝硅酸盐物质，是沸石族矿物的总称叫其

3、化学通式为:MxDy[Al（x+2y）Si（x+2y）02]•mH20,分子屮的阳离子（Si,Al）和0—起构成四面体格架，称为结构阴离了。在这种结构阴离了中，中心是Si（或A1）原子，每个Si（或A1）原子的周围冇4个0原子，各个Si/O四面体通过处于四面体顶点的0原子互相连接起来，形成许多宽阔的孔穴和空道，这是沸石与其它架状硅酸盐矿物不同之处，因而沸石具有很大的比表面（400〜800m7g）。沸石这种格架结构决定了它具冇较高的吸附交换性能。沸石这些孔穴和孔道可吸附大量的其他分了或离了，因而沸石的吸附量远远超过其他物质

4、。沸石的孔穴和孔道大小均匀，直径在0.3〜1血之间，小于这个直径的物质能被吸附，而大于这个直径的物质则被排除在外而不能被吸附，因而沸石具有选择吸附的特性。沸石表面还具有很大的色散力和静电力，故其吸附力很大。沸石特定的结构决定了它对氨氮冇较强的去除效果，然而天然沸石的开孔和通道中常常被Ca、Mg等杂质阳离了以及水和有机物分了所占据，其离了交换和吸附性能受到限制，因此，利用合适的方法对天然沸石进行活化后再使用已成为必要。1氨氮吸附机理氨氮在沸石上的吸附以化学吸附作用与离了交换作用为主⑵，其吸附作用具冇“快速吸附，缓慢平衡”的

5、特点。1.1吸附作用天然沸石具有比表面积大（一般440〜1030m7g）,孔径均匀，可产生超孔效应的特点，加上其特殊的分了结构进而可形成较大静电引力，使沸石具有相当大的引力场，当沸石内部的孔穴和孔道一旦冇“空缺”时，沸石就会表现出很强的吸附能力，与其他吸附剂相比，沸石具有吸附量大、高选择性和高效吸附等特点。1-2离子交换作用沸石的空间结构基木单元是由4个0原了和1个Si（或A1）原了堆砌成Si（或Al）/0四而体。在此四而体屮，氧原子屮冇的价键未得到屮和，使整个Si（或Al）/0四面休带有负电，为保护电中和，缺少的正电荷

6、由附近带正电的阳离子如K、Na.5、Mg等碱金属离子来补偿平衡，这些平衡离子和水分子极易与周围水溶液里的阳离子发生交换，交换后的沸石结构并没有被破坏，这使沸石具有离子交换的特性。2吸附作用影响因素沸石自身的吸附机理和结构特点，决定了其对氨氮的去除能力要受到自身用量、温度、pH等多重因素的影响⑶。2.1沸石用量及粒径对去除效果的影响在一定范围内，沸石用量增加，NH厂N去除率也增加。但并非用量越多去除效果越好，冇研究表明：沸石用量在2g/L以上吋，去除效果并未明显增加。相反，另有试验中发现:沸石用量的增多会使水质产生浑浊，从

7、而影响水体的浑浊度指标,并易使比色测定误差增大，为此针对不同成分的含氨氮水，应将沸石用量控制在一定的范围内。此外，粒径越小，其比表面积越大，去除效果也随之增加。但粒径过小，以至于成粉末状，会使其机械强度冇所降低，从而造成损耗增犬且吸附剂在水中易于膨胀，并在动态试验中随水流出，影响出水水质。2.2温度对去除效果的影响活化沸石去除废水屮的氨氮与废水的温度有密切关系。随着温度升高，NH「去除率也增加。这主要是因为温度升高，离子动能增加，运动频率也增加，越易深入到沸石空穴中而被交换吸附。另外由于温度升高，已至达到40°C以上时，

8、水中氨氮部分逸出，进而使去除率更为升高。2.3pH对去除效果的影响随着pH值的不断减小，水样的酸度愈大，水样中NH「去除率越低，说明沸石在酸性环境下吸附交换NH「的效杲较差。这是因为pH值降低，会使水样中I「增多,同为阳离子的H玻NH；都冇被沸石吸附的趋势，K的半径耍远小NH；的半径，K比NH「更易与沸石上的金屈阳离