我国部分地区土壤铅污染严重,土壤铅超标不仅影响植物体的正常生长,而且通过食物链危害人类健康。近年来对重金属形态的研究表明,植物吸收的铅形态以交换态为主,但碳酸盐态和铁锰氧化态铅在一定条件下也可以被吸收。因此在土壤重金属的污染治理过程中,通常采用从土壤中彻底去除重金属或是改变重金属在土壤中存在形态的方法。沸石是最早用于重金属污染治理的环境矿物材料,其吸附特性源于它的离子交换能力。4A沸石是由硅氧和铝氧四面体组成的铝硅酸钠,具有较大的比表面积,离子交换能力和很好的吸附性能。

合成4A沸石的常规方法是水热法,它具有反应温度低、时间短、产物粒度小等优点。 超声波的波长范围在10-5-10-1m,比分子尺度大的多,它在化学反应介质中所产生的一系列接近极端的条件,可以促进许多化学反应,加快反应速度,甚至改变某些化学反应的方向 。 目前超声波合成沸石也引起了国内外的广泛重视。当前多数研究人员在正交优选实验对水热合成4A沸石工艺研究的基础上,进行了超声波辅助水热合成4A沸石的尝试,将水热合成与超声波辅助水热合成的样品进行了对比,并通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和钙离子交换能力对合成样品进行了表征。

4A沸石合成工艺-国投盛世

对于4A沸石的合成,原料选择首先要满足结构中硅铝比例要求,同时大量杂质也会使合成工艺复杂化,影响产品的物理性质(如色泽、粒径等)和化学性质(吸附性和离子交换性)。在传统工艺中,合成4A沸石原料中硅铝摩尔比通常为0.75-1.2,此条件下合成工艺路径较短,成本较低,这是原料选择的基础。如今,合成4A沸石的原料已经出现多样化发展,其中包括水玻璃、天然沸石、活性白土、膨润土、高岭土等。

4A沸石在农业上用来改良土壤,在工业上用于富集、分离和提取等工艺过程,在环境保护中用于处理工业和城市污水等,在石化工业上具有广泛的用途,作为催化剂、干燥剂、附剂及苯烃分离触媒等用途也愈来愈广泛。总之,由于环境保护日益受到重视,洗涤剂中的三聚磷酸钠将逐渐被取代,4A沸石的市场需求会有很大的增长,因此尽快形成合理高效的工业化生产路线成为迫切。此外,利用4A沸石转型可以得到在工业、农业、医药和环保等方面有广泛用途的新型4A沸石。