Zeolite(Zeolite)為一種天然而廉價(jià)的多孔性非金屬礦物質(zhì)，是結(jié)晶陰離子型含水的堿土或堿金屬鋁硅酸鹽。自然界已發(fā)現(xiàn)的沸石有30多種，較常見的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等，都以含鈣、鈉為主。純凈的各種沸石均為無色或白色，但可因混入雜質(zhì)而呈各種淺色。比重介于210～213，含鋇的則可達(dá)215～218。沸石可分為天然沸石和人造沸石兩大類。天然沸石耐高溫、耐酸(堿)性、耐輻射、機(jī)械強(qiáng)度大、以及成本低、儲(chǔ)量大等特點(diǎn)。沸石的用途十分廣泛，可以做催化劑、水質(zhì)軟化劑、干燥劑、離子交換劑、吸附劑等。工業(yè)上常用作分子篩，用來廢水處理、海水淡化、硬水軟化、凈化氣體等，尤其是高硅沸石作為分子篩催化劑在催化領(lǐng)域的研究應(yīng)用較多。開發(fā)和利用沸石處理廢水，在我國(guó)有巨大的潛力，本文將著重進(jìn)行討論。

1、去除廢水中的氨氮

水體中氨氮含量增加會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，藻類大量繁殖，溶解氧銳減，水質(zhì)嚴(yán)重惡化，從而破壞水生態(tài)平衡。因此，有效控制和降低污水中氨氮含量已成為現(xiàn)代污水處理技術(shù)的一項(xiàng)新課題。筆者對(duì)沸石去除氨氮行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。經(jīng)實(shí)驗(yàn)摸索對(duì)比，確定采用氯化鈉溶液改性效果比較好，其最佳濃度為019mol/L，見圖1。沸石除氨去除氨氮的結(jié)果表明，廢水的pH值對(duì)沸石除氨有很大的影響，在pH值為617時(shí)達(dá)到最大交換容量。

其化學(xué)平衡式為：NH3(g)+nH2O(l)=NH3·nH2O=NH4++OH-+(n-1)H2O當(dāng)pH值較低時(shí)，氨氮主要以NH4+的形態(tài)存在，主要發(fā)生的是離子交換作用，另外也伴隨著吸附作用，同時(shí)H+會(huì)與NH4+發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)；而當(dāng)pH值較高時(shí)，NH4+會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3，主要進(jìn)行的是吸附作用，也伴隨著離子交換作用，同時(shí)pH值過高時(shí)會(huì)有部分NH3逃逸出廢液主體，均影響了沸石對(duì)氨氮的去除。此外，有生物膜的沸石對(duì)氨氮的吸附容量要高于無生物膜的沸石，其等溫交換曲線均符合Freundiich吸附等溫式；沸石的吸附容量隨著懸浮物濃度的升高而降低，兩者呈負(fù)指數(shù)關(guān)系。懸浮物對(duì)沸石交換的影響主要在孔擴(kuò)散控制階段，在膜擴(kuò)散控制階段的影響較小。

2、去處廢水中的重金屬離子

鋅、鉻、鎳等重金屬離子是造成環(huán)境污染、對(duì)人體極為有害的物質(zhì)，消除方法有活性炭吸附法、溶劑萃取法、離子交換法。而沸石幾乎對(duì)水中所有的重金屬離子都有去除作用，實(shí)驗(yàn)表明，采用HCl和NaCl活化過的沸石處理以上3種重金屬離子效果比較好，被沸石吸附交換的重金屬離子還可以濃縮回收，沸石經(jīng)處理后還可以循環(huán)再生使用（此處可參考經(jīng)驗(yàn)：沸石人工濕地系統(tǒng)中沸石再生方法介紹）。筆者研究了活性沸石對(duì)電鍍廢水中重金屬離子的交換吸附作用。經(jīng)處理后，廢水中鋅、鎘、鎳的含量均低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)表面活性劑改性的沸石，尤其是陽離子表面活性劑改性的沸石，在保持原有去除重金屬離子、氨根離子、和其它無機(jī)物及某些有機(jī)物的能力的同時(shí)，還可以有效去除水中的含氧酸根，并大大提高其去除有機(jī)物的能力。

3、去除飲用水中的氟

氟為一種有毒的物質(zhì)飲用水中氟的含量過高，容易使兒童患氟斑病和氟骨癥。實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)沸石除氨的機(jī)理進(jìn)行了探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，未改性沸石除氨機(jī)理主要是物理吸附，原因是沸石具有疏松多空的結(jié)構(gòu)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)。改性沸石(經(jīng)2mol/L的AlCl3溶液改性)的除氟機(jī)理為物理吸附和化學(xué)吸附法，經(jīng)改性后，沸石的多空結(jié)構(gòu)和大的比表面積使化學(xué)吸附點(diǎn)增多，F(xiàn)-可以比較充分地與Al3+結(jié)合生成氟化鋁化合物，達(dá)到除氟的目的，進(jìn)而符合國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)。

4、用于海水淡化

利用沸石的交換功能，人工合成的銀離子交換沸石，加少許活性炭等物質(zhì)，制成化學(xué)脫鹽劑使海水脫鹽，其主要成分是銀式泡沸石，因?yàn)槌杀据^高，所以目前只適用于軍隊(duì)緊急救生用。其作用原理為：沸石為一種無機(jī)離子交換樹脂，它具有交換陽離子的能力，銀離子能與氯離子反應(yīng)生成氯化銀沉淀，因此，銀式泡沸石能去除氯、鈉、鈣、鎂等離子；氫型強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂，也能去除鈉、鈣、鎂等離子，氫氧化鋇的作用是除去鎂、硫酸根離子，這些作用如下列反應(yīng)式所示AgZ(銀式泡沸石)+Na+(或Ca2+、Mg2+)+Cl-→NaZ+AgCl↓Ba(OH)2+Mg2++SO42-→Mg(OH)2↓+BaSO4↓通過上述反應(yīng)，Mg2+、Cl-、SO42-等離子都成為不溶性的沉淀物，這些沉淀物經(jīng)過濾裝置分離除去后，濾過水便可供飲用。

5、去除放射性物質(zhì)

利用沸石的離子交換性能，可以消除水中的放射性137Cs和90Sr，尤其是對(duì)放射性物質(zhì)137Cs的選擇性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于其它的堿元素和堿土元素，而且交換了137Cs的沸石可原封不動(dòng)的作為放射源使用，尤其是斜發(fā)沸石的作用更為明顯。為了不使放射性物質(zhì)擴(kuò)散污染，通過熔化沸石，可以使放射性離子長(zhǎng)久的固定在沸石晶格內(nèi)，因?yàn)槿刍惺男【芙庾饔茫M(jìn)行是極慢的，失去1%的放射性物質(zhì)需要50a。目前，核工業(yè)部已將天然沸石用于原子能領(lǐng)域進(jìn)行放射性廢水處理。