由于天然沸石直接用于水處理的效果不夠理想,沸石經過活化后離子交換性能和吸附性能可得以提高,即通過用不同大小的陽離子交換天然沸石內原有的陽離子,可改變孔道大小,從而賦予沸石新的離子交換性能。研究表明,用酸堿處理沸石,沸石的比表面積增大,吸附性增強;加熱可使充滿沸石孔道和空腔的水分子除去,從而可提高吸附能力。
本研究中用鹽加酸 、鹽加堿混合處理沸石,結果發現,酸和堿不但影響了NaCl溶液的活化效果,而且去除率比未經任何活化時的47.35% 還低;當H2 SO4 和NaOH 濃度分別為0.25mol·L – 1和0.5 mol·L – 1時,去除率下降到43.85%和42.50% ,而且隨著濃度的增加,去除率也隨之降低,原因可能是所用沸石的耐酸耐堿性不好。
實驗中對20~40目的絲光沸石加熱活化1 h,發現加熱溫度在200 以下時活化后沸石對氨氮的去除率無明顯變化,活化溫度為300~700 時氨氮去除率明顯增大,活化溫度為700~900 時氨氮去除率基本穩定,此時吸附能力比未活化時增加一倍。 而本研究中活化溫度的增加對沸石的吸附效果改善不顯著, 經500加熱活化后去除率僅由47.35%提高到52.47%,這可能與所用沸石的性質差異有關。
在本研究所采用的不同活化方法中,NaCl活化效果最好。 這是因為NaCl中的Na+置換了沸石孔道中原有的Ca2 + 和Mg2 +等半徑較大的陽離子,使沸石孔容增大、空間位阻變小,吸附和離子交換性能從而得到提高。 而且,隨著NaCl活化沸石時溶液溫度的升高,氨氮去除率逐漸增加,溶液溫度為100 時氨氮去除率達到88.08% 。 這是因為隨著溫度升高,沸石中原有保持電中性的可交換陽離子可以更快地移至易被Na+ 交換的位置,而且100時沸石的水合陽離子容易可逆脫水,利于Na+的離子交換。 同時由于沸石在形成過程中,孔道和空腔充滿著水分子,溫度100時可除去其中的水分子,孔隙度變大,提高了吸附性能。 因此100時NaCl活化效果最好。