隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展，嚴重的環(huán)境污染問題伴之而來。有關資料表明許多河流、湖泊及城市的地表水和地下水質日趨惡化，人們的飲用水源受到嚴重污染威脅。目前，國內的污水處理仍然是成本高、效率低，致使許多企業(yè)未能對污水有效處理而排放。尋找廉價的處理污水的新材料，采用先進的處理方法，降低處理成本，提高處理效率，成為污水處理中的一個重要問題。

膨潤土和沸石屬分布較廣的黏土類礦物，它們以硅酸鹽為主，呈硅、鋁晶體結構，本身帶永久性負電荷，內部空隙比較豐富，具有很大的表面積和較大的吸附能力。我國沸石和膨潤土儲量很大，用沸石和膨潤土開發(fā)研制污水處理的新材料，是解決污水處理的一條可行的徐徑。本文就目前研究及應用現(xiàn)狀作一綜述，并提出了現(xiàn)在研究中存在的問題及今后研究的方向，以提供人們在該方面研究的綜合思路。

1、沸石和膨潤土的結構特征及其吸附性能

沸石和膨潤土之所以能用于廢水的處理，根本原因是它們有著特殊的化學組成和結構。但無論什么樣的沸石和膨潤土，其結構單元層都是由Si2O四面體或Al2O八面體組成。由于晶格中的Si+4被Al+3取代而產(chǎn)生永久性的結構負電荷，這種負電荷為可交換性陽離子所平衡，不受介質pH值影響。由靜電作用能吸附正電離子或其他帶正電荷的微粒，以降低表面能。除此因素以外，尚有表面絡合等專性吸附；Si2O2Si及Al2O2Al斷鍵形成的吸附中心與有機物形成共價鍵，其分子可以取代層間水分子發(fā)生層間吸附，而且有機物分子的極性越強越容易被吸附。對于膨潤土改性后的有機膨潤土，對其吸附水中不同極性有機物的特征、機理及規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，有機膨潤土對水中不同極性有機物吸附包括表面吸附和分配作用。吸附作用大小與改性時所用的表面活性劑種類，特別是鏈長等因素有關。

沸石和膨潤土質輕，空隙比較發(fā)達(如沸石空隙體積達50%)，比表面積很大，有相當強的吸附能力。若進行適當?shù)母男蕴幚恚梢杂行У馗纳破浔砻嫖锘再|，提高吸附量。

另外，廢水中的無機物小分子、離子、色素等被吸附，會釋放出Al3+，F(xiàn)e3+，水解成Aln(OH)3n244+，F(xiàn)en(OH)3n244+等多核羥基帶高正電荷的配位體，這些配位體與沸石和膨潤土表面具有的靜電力、色散力，共同對廢水中帶正電荷的顆粒產(chǎn)生配位吸附、絮凝沉降，也可以達到凈化廢水的目的。

2、沸石和膨潤土的改性處理對其晶體結構的影響及在廢水處理中的效果

許多研究文獻表明，天然沸石和膨潤土在廢水處理中的效果不如經(jīng)過改性的效果好。下面分別就各種改性機理及效果加以闡述。

2.1高溫焙燒改性

對膨潤土改性進行了較深入的研究，在高溫焙燒改性試驗中，焙燒改性后膨潤土的比表面積數(shù)據(jù)見表1。

450℃焙燒2h的膨潤土的比表面積最大，可能是由于焙燒使其結構中的吸附水和結晶水析出，比表面積增大。超過450℃焙燒，比表面積急劇下降，是由于晶體表面熔化，使孔道封閉所至。研究沸石對Pb2+的吸附性能時，也用了焙燒方法處理沸石。

選擇400℃～500℃作為沸石焙燒溫度最佳。研究也表明在400℃下焙燒120min的沸石對Pb2+吸附效果最好。

2.2酸改性

對膨潤土進行了酸改性研究，研究表明采用鹽酸改性不如用硫酸改性效果好。

由表3可見，經(jīng)酸改性膨潤土的比表面積隨酸濃度的提高而增大，可解釋為天然膨潤土經(jīng)酸處理可除去膨潤土通道中的雜質，孔道得到疏通，有利于吸附質分子的擴散。再者，H+半徑小，取代了膨潤土孔道中的Na+，K+，Ca2+，Mg2+等離子，使孔容積增大，并削弱了原來的層間力，層狀晶格裂開，孔道被疏通。經(jīng)0.50molLH2SO4在60℃下處理3h后的膨潤土，對廢水COD的去除率為40%～45%，脫色率可達94%。E.Gonalez2Pradas等研究了膨潤土用硫酸(0.125molL～1.0molL)活化和熱處理(110℃～400℃)后，其表面微孔體積增大，經(jīng)1.0molL硫酸處理的膨潤土，有最大的比表面積。這與王連軍等研究的結果相符。用鹽酸活化處理沸石，處理含鉛廢水，在pH=4-12、Pb2+濃度0mgL～100mgL范圍內，按鉛、活化沸石重量

比為1∶200投加，鉛的去除率在98%以上。以膨潤土與粉煤灰的比為3∶2，投入20%的硫酸溶液中恒溫攪拌3h，制得的BEFL吸附劑，有較好的除臭性能。

2.3鹽改性

用濃度為2molL的鈉鹽和鎂鹽進行改性膨潤土，其吸附性能比原土均有提高，COD去除率由原土的26%，分別提高到53%和59%，脫色效果也較好。其機理可解釋為；改性后Na+，Mg2+離子充當了平衡硅氧四面體上負電荷的作用，削弱了結構單元層間的作用力，使之分離成更薄的單元晶片，從而使內表面積增大，吸附能力也隨之增大。用離子交換、靜電吸附的方法將沸石用鋁鹽、鐵鹽進行改性，使其成為具有吸附、絮凝雙重作用的凈水材料。用鈉、鋁化合物按一定比例與膨潤土混合，在pH=6時攪拌加熱至沸制備的鈉、鋁改性膨潤土，處理含鉻廢水，對鉻的吸附率大于95%。在膨潤土精礦中，加入鎂、鋁化合物，攪拌煮沸、烘干、焙燒1h得到BMA弱堿性陽離子吸附劑，用于吸附鉻和磷，對鉻和磷的去除率分別達到99.7%和97.5%，吸附性能優(yōu)于活性碳。

以0.1%Na—膨潤土處理印染廢水，紅色印染廢水的COD去除率為85%，脫色率為88%；藍色印染廢水的COD去除率為94%，脫色率為98%。用膨潤土加入Na2CO3、AlCl3、MgCl2等制得MMH—膨潤土和鋁交聯(lián)蒙脫土，具有更優(yōu)越的混凝吸附性能，對有機物及色素的吸附能力得到了提高。應用于堿性條件下處理造紙廢水時，對呈負電性的木質素膠體有較強的電中和能力。研究表明pH=9.3時堿木質素開始沉淀，當pH小于4時堿木質素沉淀基本完成，COD的去除率由原土的16.7%提高到30.5%，達到凈化廢水的目的。

2.4有機改性

研究表明，膨潤土進行有機改性后對有機物的吸附能力增強。用十八烷基三甲銨、十八烷基二甲基芐基銨改性的膨潤土，并加絮凝劑(2%聚氯化鋁)吸附汞，使汞的去除率由76.9%提高到92.0%。而且有機膨潤土具有很強的疏水性，使吸附汞后的有機膨潤土易與水分離。在膨潤土精礦中，添加一定量的Al2(SO4)3和CTMAB(溴化十六烷基三甲基銨)，制得BCM吸附劑，用它來處理煤氣洗滌廢水(該廢水呈深褐色，含有揮發(fā)酚、油類、CN-，H2S，Ca2+，SO42-，SS等，透光率為0，色度大于5000倍，COD為13850mgl)，取得了良好的效果。

用天然膨潤土加入有機銨陽離子表面活性劑改性，如CTMAB和氯化十六烷基吡啶(CPC)，用量為膨潤土的0.5%～5%，制得有機膨潤土吸附污水中有機物(如芳香烴、酚類、油污和染料)，大大提高了吸附能力。還實驗了CTMAB—膨潤土處理印染廢水的最佳條件，并與聚合Al2

(SO4)3聯(lián)用處理實際印染廢水，脫色率87.5%，COD去除率25%。這是因為膨潤土對有機物的吸附主要是層間吸附，膨潤土改性后，陽離子表面活性劑進入膨潤土晶層間，增大了層間距，使其吸附能力提高。更主要的是，在膨潤土表面，有機銨的非極性脂肪鏈端構成微“有機相”，以“萃取”有機物分子，從而大大提高了膨潤土的吸附能力，另一方面又增大了膨潤土的疏水性，提高了分離率。用十二烷基硫酸鈉(SPS)與膨潤土混合恒溫振蕩2h，在80℃～90℃烘干，105℃活化30min制得的有機膨潤土，對苯酚的吸附率在95%以上，并且可以多次使用。

膨潤土和沸石的改性還有許多方法也見報道，這里不再贅述。所見資料表明，改性膨潤土和沸石對廢水處理效果比原土都有很大的改善，并且大大地擴展了其應用范圍。