天然的Zeolite已被公認(rèn)為用于去除陽離子的廢水處理的有用吸附劑。天然沸石是一種比表面積大但吸附能力有限的多孔材料,其可以對水中銨、磷、重金屬等常見污染物去除。
現(xiàn)在水污染越來越嚴(yán)重。除了經(jīng)濟(jì),水污染還會(huì)威脅公共健康、工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(Pandi & Paudel 2006;Govender等人2011;Smith & Siciliano 2015)。從水中去除污染物的常規(guī)方法包括生物處理、過濾、化學(xué)混凝、沉降、電凝聚、結(jié)晶和吸附(Tadkaew等人2011?;?Walker等人2011?;?Gollavelli等人2013?;?Pirsaheb等人2015)。在這些方法中,吸附被認(rèn)為是最有前景的方法之一(Meng?et al.?2013)。近年來,沸石以其來源易得、性質(zhì)特殊、成本低廉等特點(diǎn)在科學(xué)界備受關(guān)注。迄今為止,已發(fā)現(xiàn) 60 多種天然沸石(Ghasemi等人,?2016 年)。天然沸石廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域;對于廢水處理,天然沸石不僅可以降低濁度和色度,還可以降解銨、重金屬陽離子和其他陽離子污染物(Syafalni?et al.?2014)。
天然沸石是具有陰離子骨架的多孔水合礦物,晶體結(jié)構(gòu)由硅(鋁)和氧四面體組成,孔隙由不同的四面體組合而成(Malamis & Katsou 2013)。沸石具有交換結(jié)構(gòu)中的陽離子、失去或接受水分子的能力(Srdan?et al.?2014)。天然沸石對污染物的去除機(jī)理如下: (a) 晶體內(nèi)部的有序連通孔或通道(Hoang?et al.?2012);(b) 沸石骨架的過量負(fù)電荷可以通過一價(jià)或二價(jià)陽離子(Na?+、K?+、Mg?2+ )來平衡, 和 Ca?2+?) (?Ghasemi?et al.?2016?)。
結(jié)果表明,天然沸石在 150 分鐘時(shí)具有 3.0 mg/g 的吸附容量,具有良好的除銨性能,如圖 1所示(Widiastuti等人,?2011 年)。此外,天然沸石是去除重金屬陽離子的潛在吸附劑。對于銅,在 180 分鐘達(dá)到平衡時(shí)間,去除率為 96.0%;對于鉻,在 300 分鐘達(dá)到平衡時(shí)間,去除率為 85.1%;對于鐵,360 分鐘后去除率可達(dá)到 95.4%(Zanin等人,?2017 年)。
在微波加熱機(jī)制中,將天然沸石放入微波爐中,然后以各種微波功率加熱。增加微波功率和加熱時(shí)間有利于提高改性沸石的吸附能力,因?yàn)楣β蔬^大和加熱時(shí)間過長可能會(huì)破壞沸石的晶格結(jié)構(gòu)。法米等人。2016年用微波處理沸石去除廢水中的二價(jià)鎘離子,結(jié)果表明吸附過程的最佳條件為沸石劑量= 0.25 g/25 mL Cd,接觸時(shí)間140 min。
超聲波改性沸石是由不同頻率和功率的聲波制備而成。研究表明,沸石在560 W加熱40 min可獲得最高的銨去除率,約為86.9%,120 min后達(dá)到吸附平衡(Wang?et al.?2014)。