沸石(Zeolite)為一種天然而廉價的多孔性非金屬礦物質，是結晶陰離子型含水的堿土或堿金屬鋁硅酸鹽。自然界已發現的沸石有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，但可因混入雜質而呈各種淺色。比重介于210～213，含鋇的則可達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、機械強度大、以及成本低、儲量大等特點。沸石的用途十分廣泛，可以做催化劑、水質軟化劑、干燥劑、離子交換劑、吸附劑等。工業上常用作分子篩，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域的研究應用較多。開發和利用沸石處理廢水，在我國有巨大的潛力，本文將著重進行討論。

1、去除廢水中的氨氮

水體中氨氮含量增加會導致水體富營養化，藻類大量繁殖，溶解氧銳減，水質嚴重惡化，從而破壞水生態平衡。因此，有效控制和降低污水中氨氮含量已成為現代污水處理技術的一項新課題。筆者對沸石去除氨氮行為進行了實驗研究。經實驗摸索對比，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果表明，廢水的pH值對沸石除氨有很大的影響，在pH值為617時達到最大交換容量。

其化學平衡式為：NH3(g)+nH2O(l)=NH3·nH2O=NH4++OH-+(n-1)H2O當pH值較低時，氨氮主要以NH4+的形態存在，主要發生的是離子交換作用，另外也伴隨著吸附作用，同時H+會與NH4+發生競爭；而當pH值較高時，NH4+會轉變為NH3，主要進行的是吸附作用，也伴隨著離子交換作用，同時pH值過高時會有部分NH3逃逸出廢液主體，均影響了沸石對氨氮的去除。此外，有生物膜的沸石對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，兩者呈負指數關系。懸浮物對沸石交換的影響主要在孔擴散控制階段，在膜擴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境污染、對人體極為有害的物質，消除方法有活性炭吸附法、溶劑萃取法、離子交換法。而沸石幾乎對水中所有的重金屬離子都有去除作用，實驗表明，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，沸石經處理后還可以循環再生使用（此處可參考經驗：沸石人工濕地系統中沸石再生方法介紹）。筆者研究了活性沸石對電鍍廢水中重金屬離子的交換吸附作用。經處理后，廢水中鋅、鎘、鎳的含量均低于國家標準。經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、和其它無機物及某些有機物的能力的同時，還可以有效去除水中的含氧酸根，并大大提高其去除有機物的能力。

3、去除飲用水中的氟

氟為一種有毒的物質飲用水中氟的含量過高，容易使兒童患氟斑病和氟骨癥。實驗時對沸石除氨的機理進行了探究，實驗結果表明，未改性沸石除氨機理主要是物理吸附，原因是沸石具有疏松多空的結構，比表面積大，吸附能力強。改性沸石(經2mol/L的AlCl3溶液改性)的除氟機理為物理吸附和化學吸附法，經改性后，沸石的多空結構和大的比表面積使化學吸附點增多，F-可以比較充分地與Al3+結合生成氟化鋁化合物，達到除氟的目的，進而符合國家飲用水標準。

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，制成化學脫鹽劑使海水脫鹽，其主要成分是銀式泡沸石，因為成本較高，所以目前只適用于軍隊緊急救生用。其作用原理為：沸石為一種無機離子交換樹脂，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，Mg2+、Cl-、SO42-等離子都成為不溶性的沉淀物，這些沉淀物經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

利用沸石的離子交換性能，可以消除水中的放射性137Cs和90Sr，尤其是對放射性物質137Cs的選擇性，遠遠的高于其它的堿元素和堿土元素，而且交換了137Cs的沸石可原封不動的作為放射源使用，尤其是斜發沸石的作用更為明顯。為了不使放射性物質擴散污染，通過熔化沸石，可以使放射性離子長久的固定在沸石晶格內，因為熔化沸石的小晶片溶解作用，進行是極慢的，失去1%的放射性物質需要50a。目前，核工業部已將天然沸石用于原子能領域進行放射性廢水處理。