沸石又名分子筛是一类由 [TO4](T=Si,Al,P等)四面体构成,具有规整结构的无机晶体。1756年,瑞典矿物学家CronstedAF.首先发现并命名为沸石,自此以后,近40种天然沸石被发现并测定了其结构和组成天然沸石已成为当今世界各国设为重视的新兴矿产资源,由于其离子交换性、表面酸碱性、孔道择形性以及疏水性等性能已被广泛应用于日用化工环境保护、石油加工等领域”。天然沸石的应用在国外已取得很大进展,因为它具有优于合成沸石的热稳定性耐酸性、耐辐照性以及成本低、储量大等特点,为天然沸石的应用开拓了更为广阔的前景。本文对天然沸石在水污染控制中的应用研究及进展作一综述介绍。

天然沸石的组成和结构

天然沸石是一族架状构造的含水铝硅酸盐矿物,可用一般化学式表示为:M:0·AI203-xSiO2·yHz0其中,x≥2,M代表价效为11的阳离子。沸石中所含金属阳离子主要有钠、钾、钙及少量锶、钡、镁等。

天然沸石的结晶构造由(Si、Al)O四面体组成,其构造开放性大,有许多大小均一的空穴(Cavity)和孔道(Channe1)在过些空穴和孔道中占据有阳离子和水分子。沸石的这种特殊结构决定了其具有吸附分离物流的性质选择离子交换的性质、催化性质等因此。它是一种优良的附剂、离子交换剂催化剂等。

天然沸石的性能

关于沸石的性能已有许多作者进行过论述,从热力学和物理化学的角度论述了沸石的扩散、吸附以及离子交换性能。深入研究过天然沸石的化学性能和催化性能。然而,以上论述主要是针对合成沸石而言,且主要集中在沸石的催化性能方面。在此,我们将对天然沸石应用于水污染控制中的两个重要性能,吸附和离子交换性能作一简要介绍。

1.吸附和分离

天然沸石孔道中的水分子经过烘烧后会部分或全部脱水,但不会破坏其结构格架,从而形成一个内表面很大的孔穴,可吸附井储存大量的分子。天然沸石的内表面非常大,因此,沸石的吸附量特别高,沸石晶体内部的空穴和孔道大小均匀固定,与普通分子尺寸相当,其有直径较小的分子才能进入沸石孔道被吸附,而尺寸较大的分子则不能进入孔遭,即沸石具有选择性吸附和筛分能力。而硅胶活性炭等由于其孔径变化较大,大小分子均可进入,无选择性吸附,天然沸石具有高效吸附性能,特别是对水、氮、硫化氢、二氧化碳等分子具有很强的亲合力。

2.离子交换

天然沸石具有良好的离子交换性能,在其应用中,三个最主要的性能为:交换动力学离子交换容量阳离子选择性。。