一般來(lái)講，表征天然沸石性能的指標(biāo)有：沸石總陽(yáng)離子交換量、沸石陽(yáng)離子交換量、沸石吸鉀量、吸附水、真密度、沸石吸氨量以及吸水率等等，因?yàn)楸菊n題中不涉及沸石吸鉀量等方面的問(wèn)題，故僅對(duì)其中四項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試。
?沸石總陽(yáng)離子交換量測(cè)試方法
沸石含有一定量可交換的陽(yáng)離子。當(dāng)用氯化銨-氫氧化銨溶液為交換液時(shí)，試料中的可交換陽(yáng)離子就和交換液中的銨離子發(fā)生交換。交換后的試料洗凈多余的氯化銨，再加入氯化鈣溶液置換出所交換的銨離子，然后和甲醛縮合產(chǎn)生等量的鹽酸，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測(cè)得總陽(yáng)離子交換容量[23]。表2.2為實(shí)驗(yàn)所用的主要試劑和儀器。
表2.2??試劑及儀器
Tab.?2.2??Schedule of?instruments?and reagents
| 名稱(chēng) | 規(guī)格 | 產(chǎn)地 |
| 天然斜發(fā)沸石 | —— | 圍場(chǎng) |
| 玻璃儀器 | —— | 遼寧沈陽(yáng)玻璃儀器有限公司 |
| 氯化銨 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
| 氨水 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 聚氧化乙烯 | 分析純 | 長(zhǎng)春市大地精細(xì)化工廠(chǎng) |
| 氫氧化銨 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
| 鄰苯二甲酸氫鉀 | 分析純 | 天津市大茂化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 甲醛 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 硝酸銀指示劑 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 定性濾紙 | φ9cm | 杭州特種紙業(yè)有限公司 |
| 氫氧化鈉 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
(1) ?試劑及其配制方法
① ?氫氧化銨溶液c(NH4OH)=0.01mol/L：取1.4ml氨水（1+1），加水稀釋至1000ml。
② ?氯化銨-氫氧化銨交換液：稱(chēng)取30g氯化銨，加入30ml氨水（ρ=0.90g/ml），再加水溶解后稀釋至1000ml。
③ ?聚氧化乙烯溶液：稱(chēng)取0.5g聚氧化乙烯[-(CH2-CH2-O)n-]，用500ml水浸泡過(guò)夜。
④ ?氯化鈣-甲醛混合溶液：取500g氯化鈣和500ml甲醛，用4000ml水溶解后，以氫氧化鈉溶液調(diào)至酚酞指示劑呈微紅色。
⑤ ?氫氧化鈉溶液c(NaOH)=1.0mol/L：稱(chēng)取40g氫氧化鈉，溶于1000ml水中。
⑥ ?氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液c(NaOH)=0.1mol/L。稱(chēng)取4g氫氧化鈉，溶解于1000ml剛煮沸冷卻的水中。
標(biāo)定：稱(chēng)取0.5000g（精確至±0.0001g）曾在120℃烘2h的苯二甲酸氫鉀（C8H5KO4），置于250ml燒杯中，加入50ml剛煮沸并冷卻的水，攪拌溶解，加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈粉紅色。
⑦ ?硝酸銀指示劑：稱(chēng)取0.1g硝酸銀，溶解在100ml水中。
⑧ ?酚酞指示劑：稱(chēng)取0.1g酚酞（C20H14O4），溶解在100ml無(wú)水乙醇中。
(2) ?測(cè)試步驟
① ?試料：稱(chēng)取粒徑小于0.074mm干燥試樣1.0000g，精確至±0.0001g。
② ?將試料置于100ml燒杯中，加入25ml氯化銨-氫氧化銨交換液，搖勻，放置25min。
③ ?邊搖邊加入10滴聚氧化乙烯溶液，待溶液絮凝澄清后，用快速定性濾紙（φ9cm）過(guò)濾，用氫氧化銨溶液洗滌燒杯及試料5~6次，再繼續(xù)用氫氧化銨溶液洗滌至用硝酸銀指示劑檢查無(wú)氯離子為止。
④ ?將濾紙連同試料一起放入100ml錐形瓶中，加入25ml氯化鈣-甲醛混合溶液，約加入相當(dāng)總離子交換容量80%的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加4滴酚酞指示劑，蓋上橡皮塞，手搖激烈振蕩1min。
⑤ ?繼續(xù)邊搖邊用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色時(shí)停止滴定。再搖動(dòng)3~5min，如紅色消失則需再滴定，直至3~5min內(nèi)紅色穩(wěn)定為止。
(3) ?測(cè)試結(jié)果的計(jì)算
① ?按式（2.2）計(jì)算總陽(yáng)離子交換容量：
式中：CEC——總陽(yáng)離子交換容量的數(shù)值，單位為毫摩爾每克或毫摩爾每百克[mmol/g(×100，mmol/100g)]；
② ?總陽(yáng)離子交換容量計(jì)算至四位小數(shù)（兩位小數(shù)）。總陽(yáng)離子交換容量<0.60mmol/g時(shí)，誤差不計(jì)；0.60~1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.12mmol/g；>1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.16mmol/g。
沸石陽(yáng)離子交換量測(cè)試方法
沸石的總陽(yáng)離子交換容量實(shí)質(zhì)上包括沸石、蒙脫石、高嶺土等礦物的陽(yáng)離子交換容量。由于沸石具有晶體結(jié)構(gòu)孔腔較小的特點(diǎn)，因此當(dāng)采用四丁基溴化銨大陽(yáng)離子交換液進(jìn)行交換處理時(shí)，四丁基溴化銨陽(yáng)離子可將經(jīng)氯化銨-氫氧化銨交換液交換后的蒙脫石、高嶺土等礦物中的銨離子置換出來(lái)，而沸石所交換的銨離子由于四丁基溴化銨陽(yáng)離子不能進(jìn)入其孔腔而保持在晶穴內(nèi)。然后加入氯化鈣溶液置換出沸石所交換的銨離子，再和甲醛縮合產(chǎn)生等摩爾的鹽酸，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測(cè)得沸石陽(yáng)離子交換容量[23]。表2.3為實(shí)驗(yàn)所用的主要試劑和儀器。
表2.3??試劑及儀器
Tab. 2.3 ?Schedule of?instruments and reagents
| 名稱(chēng) | 規(guī)格 | 產(chǎn)地 |
| 天然斜發(fā)沸石 | —— | 河北 |
| 玻璃儀器 | —— | 遼寧沈陽(yáng)玻璃儀器有限公司 |
| 氯化銨 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
| 氨水 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 聚氧化乙烯 | 分析純 | 長(zhǎng)春市大地精細(xì)化工廠(chǎng) |
| 氫氧化銨 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
| 四丁基溴化胺 | 分析純 | 天津市遠(yuǎn)航化學(xué)品有限公司 |
| 鄰苯二甲酸氫鉀 | 分析純 | 天津市大茂化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 甲醛 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 硝酸銀指示劑 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 定性濾紙 | φ9cm | 杭州特種紙業(yè)有限公司 |
| 氫氧化鈉 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
(1) ?試劑及其配制方法
① ?四丁基溴化銨交換液c[(C4H9)4NBr]=0.2mol/L；稱(chēng)取64.4g四丁基溴化銨，溶于1000ml水中。
② ?氯化鈣-甲醛混合溶液：取500g氯化鈣和500ml甲醛，用4000ml水溶解后，以氫氧化鈉溶液調(diào)至酚酞指示劑呈微紅色。
③ ?氫氧化鈉溶液c（NaOH）=1mol/L:稱(chēng)取40g氫氧化鈉，溶于1000ml水中。
④ ?氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液c（NaOH）=0.1mol/L。稱(chēng)取4g氫氧化鈉，溶解于1000ml剛煮沸冷卻的水中。標(biāo)定：稱(chēng)取0.5000g（精確至±0.0001g）曾在120℃烘2h的苯二甲酸氫鉀（C8H5KO4），置于250ml燒杯中，加入50ml剛煮沸并冷卻的水，攪拌溶解，加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈粉紅色。
204.23——苯二甲酸氫鉀的分子量。
⑤ ?酚酞指示劑：稱(chēng)取0.1g酚酞（C20H14O4），溶解在100ml無(wú)水乙醇中。
⑥ ?氫氧化銨c(NH4OH)=0.01mol/L；取1.4ml氨水（1+1），加水稀釋至1000ml。
⑦ ?氯化銨-氫氧化銨交換液：稱(chēng)取30g氯化銨，加入30ml氨水（ρ=0.90g/ml），再加水溶解后稀釋至1000ml。
⑧ ?聚氧化乙烯溶液：稱(chēng)取0.5g聚氧化乙烯[-(CH2-CH2-O)n-]試劑級(jí)，用500ml水浸泡過(guò)夜。
⑨ ?稱(chēng)取0.1g硝酸銀，溶解在100ml水中。
(2) ?測(cè)試步驟
① ?準(zhǔn)確稱(chēng)取粒徑小于0.074mm干燥試樣1.0000g，精確至±0.0001g。將試料置于100ml燒杯中，加入25ml氯化銨-氫氧化銨交換液，搖勻，放置25min。
② ?邊搖邊加入10滴聚氧化乙烯溶液，待溶液絮凝澄清后，用快速定性濾紙（φ9cm）過(guò)濾，用氫氧化銨溶液洗滌燒杯及試料5~6次。再繼續(xù)用氫氧化銨溶液洗滌至用硝酸銀指示劑檢查無(wú)氯離子為止。
③ ?將濾紙連同試料一起放入100ml燒杯中，加入40ml四丁基溴化銨交換液，搖勻，在沸水浴上加熱1h，加熱時(shí)經(jīng)常攪拌。
④ ?用快速定性濾紙（φ9cm）過(guò)濾，用水洗滌燒杯及試料。
⑤ ?將濾紙連同試料一起放入100ml錐形瓶中，加入25ml氯化鈣-甲醛混合溶液，約加入相當(dāng)沸石陽(yáng)離子交換容量80%的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加4滴酚酞指示劑，蓋上橡皮塞，手搖激烈振蕩1min。
⑥ ?繼續(xù)邊搖邊用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色時(shí)停止滴定。再搖動(dòng)3~5min，如紅色消失則需再滴定，直至3~5min內(nèi)紅色穩(wěn)定為止。
(3) ?測(cè)試結(jié)果的計(jì)算
① ?按式（2.4）計(jì)算總陽(yáng)離子交換容量：
② ?總陽(yáng)離子交換容量計(jì)算至四位小數(shù)（兩位小數(shù)）。總陽(yáng)離子交換容量<0.60mmol/g時(shí)，誤差不計(jì)；0.60~1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.12mmol/g；>1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.16mmol/g。
?沸石吸氨量測(cè)試方法
試樣用氯化銨煮沸改型，經(jīng)水洗滌后，再加氯化鉀溶液作用，將交換的銨離子置換出來(lái)，然后加入甲醛，被置換出的銨離子和甲醛作用生成鹽酸，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定，計(jì)算其吸氨量[24]。表2.4中列出的為沸石吸氨量測(cè)試所需的主要試劑及儀器。
表2.4??試劑及儀器
Tab.?2.4??Schedule of?instruments?and reagents
| 名稱(chēng) | 規(guī)格 | 產(chǎn)地 |
| 天然斜發(fā)沸石 | —— | 河北 |
| 玻璃儀器 | —— | 遼寧沈陽(yáng)玻璃儀器有限公司 |
| 氯化銨 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
| 紙漿 | —— | 定量濾紙浸泡自制 |
| 氨水 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 酸性鉻藍(lán)K指示劑 | 分析純 | 沈陽(yáng)市華東試劑廠(chǎng) |
| 硝酸銀指示劑 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 酚酞指示劑 | 分析純 | 沈陽(yáng)市華東試劑廠(chǎng) |
| 甲醛 | 分析純 | 錦州太和化學(xué)試劑廠(chǎng) |
| 氯化鉀 | 分析純 | 沈陽(yáng)市試劑五廠(chǎng) |
| 慢速定性濾紙 | Φ11cm | 杭州特種紙業(yè)有限公司 |
| 氫氧化鈉 | 分析純 | 沈陽(yáng)市新宇化工廠(chǎng) |
測(cè)定沸石吸氨量的步驟為：
(1) ?稱(chēng)取1.000g（準(zhǔn)確至0.001g）試樣置于250ml燒杯中，加入0.1mol/L氯化銨溶液50ml和少許紙漿，在電熱板上煮沸并保溫30min。
(2) ?取下，用慢速定性濾紙過(guò)濾，用煮沸的1.0mol/L氯化銨溶液洗滌，直至流出的溶液中無(wú)鈣、鎂離子為止（檢查方法：在小燒杯中加入幾毫升氨-氯化銨緩沖溶液和1滴酸性鉻藍(lán)K指示劑，承接一些濾液，如溶液不變色，說(shuō)明已洗凈）。
(3) ?再改用溫水洗滌至無(wú)氯離子（硝酸銀溶液檢查），用水將漏斗尾部沖洗一下，防止少量氯化銨沾污。
(4) ?漏斗改用清潔的250ml燒杯承接，分三次加入煮沸的1.0mol/L氯化鉀溶液80ml。待漏斗中溶液流完后，在燒杯中加入甲醛溶液（使用前用0.1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液中和至酚酞指示劑呈粉紅色）15ml，以酚酞為指示劑，用0.1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色。
(5) ?再在燒杯中接取一次1.0mol/L的氯化鉀溶液，榮溶液紅色30s不褪色，表示終點(diǎn)已到，如紅色褪去，則應(yīng)重復(fù)滴定至穩(wěn)定的紅色為止。以三次滴定所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的總體積計(jì)算結(jié)果。
(6) ?分析結(jié)果的表述：
吸氨量X（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，數(shù)值以mmol/100g表示）按式2.5計(jì)算：
?沸石吸水率測(cè)試方法
沸石吸水率測(cè)定方法參照膨潤(rùn)土吸水率測(cè)定方法[23]，其基本原理是利用礦物本身的毛細(xì)作用，2h所能吸附水的質(zhì)量為吸水率。吸水率測(cè)定裝置（見(jiàn)圖2.4）由500mm長(zhǎng)、內(nèi)徑為2mm的玻璃毛細(xì)管（1）、三通開(kāi)關(guān)（2）、砂芯漏斗（3）和盛水漏斗（4）組成。此四部分用透明軟膠管聯(lián)結(jié)在一起，借滴定管架固定，砂芯漏斗過(guò)濾板和玻璃毛細(xì)管中心線(xiàn)調(diào)整在同一水平面上。在測(cè)試吸水率時(shí)，儀器管道的各段必須排除全部氣泡，否則影響測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。
測(cè)定沸石吸水率的步驟為：
(1) ?將水注入盛水漏斗，將三通開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向盛水漏斗-毛細(xì)管方向，使玻璃毛細(xì)管內(nèi)充滿(mǎn)水。再將三通開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向盛水漏斗-砂芯漏斗方向，將水充至砂芯漏斗過(guò)濾板水平。充水后，玻璃毛細(xì)管、砂芯漏斗、軟膠管中均不得有氣泡存在。
(2) ?將三通開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)向毛細(xì)管-砂芯漏斗方向，用定性濾紙?jiān)谏靶韭┒愤^(guò)濾板上輕輕沾拭，將玻璃毛細(xì)管中的水柱調(diào)整到L0點(diǎn)（精確至±0.5mm）。
(3) ?此時(shí)如玻璃毛細(xì)管中水柱向砂芯漏斗方向移動(dòng)，同時(shí)有水由砂芯漏斗過(guò)濾板溢出，說(shuō)明砂芯漏斗位置偏低。如玻璃毛細(xì)管中水柱向相反方向移動(dòng)，說(shuō)明砂芯漏斗位置偏高。應(yīng)反復(fù)調(diào)節(jié)砂芯漏斗位置，直至玻璃毛細(xì)管水柱在L0處穩(wěn)定（精確至±0.5mm）。
(4) ?稱(chēng)取粒徑小于0.074mm干燥試樣0.2000g，將試料通過(guò)短徑漏斗輕輕倒在砂芯漏斗過(guò)濾板上堆成錐形，由于試料的毛細(xì)管吸附作用，玻璃毛細(xì)管中的水柱逐漸移動(dòng)。2h后讀取玻璃毛細(xì)管中水柱位置Lt（精確至±0.5mm）。
