土壤污染修复是一个十分复杂的体系,其污染过程往往是多种不同类型污染物导致的。与此同时,土壤修复材料在用于污染物的修复与固化过程中,由于单一Zeolite材料的功能单一性,其往往难以兼顾多种污染物的处理,以及短期效果与长效稳定性之间的平衡。在沸石用于土壤修复的过程中,仅使用单一骨架的沸石作为修复剂,很大程度上只能修复和固化部分污染物。为了能够同时有效地固化多种复杂污染物,达到更好的土壤修复效果,开发沸石基复合材料十分关键。目前,用于土壤修复的沸石基复合材料主要有纳米Fe0/沸石复合材料、腐植酸/沸石复合材料和生物炭/沸石复合材料。

第一,纳米Fe0/沸石复合材料。利用沸石的大比表面积和高稳定性,以沸石作为基质负载nZVI构筑的Z-nZVI可以有效克服nZVI稳定性差、易团聚的缺点[50];除此之外,沸石与nZVI的复合还可以进一步弥补沸石对阴离子的亲和能力不足等弱点。基于以上特点,构筑的Z-nZVI复合材料能够与各种污染物通过吸附、氧化/还原、聚集、离子交换、羟基化沉淀、络合等发生相互作用,使得土壤中各种阳离子、阴离子、有机污染物能够得到有效固化。

第二,腐植酸/沸石复合材料。Shi等人报道的沸石与HAs联合修复Pb2+污染的花园土表明,沸石与HAs的结合使用可以更高效地降低土壤中生物有效Pb形态的百分含量,不可提取或者是有机结合的无效Pb形态百分比增加。Dercová等人报道HAs与斜发沸石结合形成的有机矿物络合物(OMC)用于吸附土壤中的五氯苯酚(PCP),吸附效果好于单独的沸石或者HAs。虽然陆续有沸石与HAs的联合使用的相关报道,但是HAs与沸石的协同机制尚不清楚,需要进一步研究。

第三,生物炭/沸石复合材料。生物炭是指有机生物质在低氧条件下通过热解或气化而形成的含碳固体,其比表面积大、表面官能团丰富、具有很好的吸附性能,且来源广泛、成本低廉,是一种很有前景的土壤修复材料。沸石的孔径与分子大小相近,吸附质(尤其是尺寸较大的分子或离子)在沸石孔道中的扩散较差,导致可利用的沸石内表面积和体积利用不足,限制了沸石的性能。KumarAwasthi等人以枣核源炭材料为支架,X型沸石在其表面生长得到一种含有微孔和介孔/大孔的分级多孔复合材料,介孔和大孔可以促进吸附质进入沸石微孔中的活性位点,减小扩散阻力。