沸石研究进展

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1、沸石在环境中的吸附特性的研究进展张艳艳南京工业大学环境学院环境工程摘要:沸石是一种优良的吸附剂，具冇成本低、使用方便、安全冃不会造成二次污染等特点。其特性对于控制环境污染极为重耍，尤其适用于水处理，净化空气,脱水方面，同时还口J作滤料。沸石的应用前景广泛，应继续加大对各种天然沸石性能、结构和其改性工艺的研究，充分发挥其应用性能、拓宽其应用范围，使其在环境保护和污染处理中得到更好的应用。关键词：沸石吸附作水处理Studyoninvestigationprocessesofzeoliteadsorptioneffectintheenviron

2、mentZhangYanyanNanjingUniversityofTechnologyCollgegeofEnvironmentalSciencesAbstract：Zeoliteisasuperioradsorbent,whichischeap,convenient,safeandwithoutanysecondarypollution.Itscharacteristicsarequiteusefulfortheenvironmentalpollution-control,particularlysuitableforwatertre

3、atment,airpurification,dehydrationaspect,anditcanalsobeafilter.Theapplicationprospectsofzeoliteisquiteextensive,theattentionshouldbefocusedonthefurtherstudyofallkindsofnaturalzeolitesandtheircharacter,structureandmodificationtowidentheirapplicationinwatertreatment.Keyword

4、s:zeolite;adsoiption;watertreatment1引言沸石作为一种具有优异功能的非金属矿物材料，在工业屮有广泛的应用。其显著特点是孔隙度高、比表换性、吸附性、催化性、耐酸性、耐热性、耐辐射性等性能优异，因此被广泛用于石面积大，离了交油化工、环境保护、农牧业、建材工业、轻工业及高新尖端技术等领域。沸石可用做催化剂、干燥剂、水质软化剂、吸附剂、离子交换剂等，在工业上常作分子筛，用来净化气体、石油及废水处理，海水提钾、淡化、硕水软化等［1］。目前国际上对天然沸石的开发、研究和生产相当活跃。本文对近两年来沸右在水处理应用的研

5、究进展进行了综合评述，介绍了天然和改性沸石在去除水中氨氮、有机物质、重金属离了、放射性物质等方面的应用。沸石一般能够再生使用3-5年。本文主要研究的是沸石的吸附性。2沸石的由来、结构及其特性2.1沸石的由來1765年瑞典矿物学家Cronstedt在冰岛玄武岩杏仁状空隙内，首先发现种白色透明的矿物，因其加热吋出现发泡沸腾现象，便以希腊文命名为“zeolite”,意为“沸腾的石头”［2］。关于沸石的定义存在着一个演变的过程，直至1997年,国际矿物学I•办会（IMA）新矿物及矿物命名委员会（CNMMN）沸石专业委员会（IZA）采纳了±D.S.

6、Coombs等18名成员署名发表的有关沸石类矿物命名的建议，将沸石矿物定义为一类结晶物质，其结构以四面体连接形成的格架为特征，四面体由4个氧原子围绕一个阳离子组成［3］2.2沸石的结构沸石最基本的结构单元是Si04和A1CU四面体，相邻的四面体之间以氧桥键的方式共用氧原子。其中Si或Al位于四而体的屮心，分别与氧键合，氧位于四面体齐顶点。这种结合方式使其在三维方向上形成一个貝有规整结构的无机聚合体。其中A1CU带一个负电荷，那么必然就有一个相反的电荷存在，以中和架电荷。因此沸石屮存在很多骨架外阳离子，这实际上就是沸石能够作为催化剂的最本质

7、的原因。同时，其骨架也搭起了一个内部空旷、充满孔隙与相互联通的孔道与笼的结构，捉供催化反应的场所以及传输的通道。2.3沸石的吸附特性沸石晶体的大量孔穴和通道使沸石具有很大的比表面积，每克沸石可达400〜1000m,其中丝光沸石一般为44()m。孔穴体积可占沸石全部体积的50%,加上特殊的分子结构而形成的较大的静电引力使拂石具冇相当大的应力场。又因为晶体内部各种构造形式的笼内充填着阳离子，并且部分硅(铝)氧四面体骨架氧也有负电荷，在这些离子周围形成强大的电场，从而还有强大的静电引力。晶体内外表而过剩自由能所决定的色散力和这种静电引力的存在，

8、使得沸石冇优良的吸附性能。3应用3.1沸石在水处理中的应用研究3.1.1去除水屮氨氮氨氮存在于许多工业废水中，氨氮排入水体，特别是流动较缓慢的湖泊、海湾，容易引起水中藻亡，甚至会导致湖泊的干涸