沸石是自然界中發(fā)現(xiàn)的礦物,或者可以從工業(yè)廢料中合成,在受污染廢水的處理中脫穎而出。沸石去除效率取決于要去除的污染物,重金屬可達(dá) 96%,磷化合物可達(dá) 90%,染料可達(dá) 96%,含氮化合物可達(dá) 80%,有機(jī)物可達(dá) 89%。水作為一種稀缺的自然資源,保護(hù)水質(zhì)對(duì)于保證子孫后代的可用性至關(guān)重要。由于工業(yè)活動(dòng)的增加,產(chǎn)生的廢水含有一系列化合物,例如含氮化合物、磷化合物和有機(jī)化合物、重金屬和染料,如果處理不當(dāng),會(huì)造成污染,繼而對(duì)環(huán)境造成重大影響,除了對(duì)人體健康的損害。吸附技術(shù)是去除廢水中污染物的有效方法,由于使用各種材料作為吸附劑,因此顯示出高度的通用性。沸石屬于種類繁多的材料,顯示出是一種很有前途的吸附劑。為了確定更相關(guān)的發(fā)現(xiàn)和研究差距,以推進(jìn)沸石在大規(guī)模工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用,需要對(duì)沸石的近期應(yīng)用進(jìn)行綜述。
天然沸石屬于鋁硅酸鹽組,由 TO4型四面體或基本結(jié)構(gòu)單元 (BBU)結(jié)合形成,其中 T 代表硅和/或鋁原子。硅 (+4) 和鋁 (+3) 之間的價(jià)差導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)中的負(fù)電荷過(guò)多,該負(fù)電荷被存在的補(bǔ)償陽(yáng)離子中和,通常是來(lái)自堿金屬或堿土金屬族的元素。沸石的基本結(jié)構(gòu)可用通式描述,其中代表補(bǔ)償陽(yáng)離子( K+ , Li+ , Ca2+ , Mg2+等)。變量和表示 [SiO4] 4-和 [AlO4 ] 5-四面體的量是水分子的數(shù)量,這些參數(shù)在不同的沸石晶體結(jié)構(gòu)之間變化。水分子和補(bǔ)償陽(yáng)離子不是沸石化學(xué)成分的這些物質(zhì)可以自由進(jìn)出晶體結(jié)構(gòu),不會(huì)對(duì)晶體結(jié)構(gòu)造成結(jié)構(gòu)性破壞。
沸石在某些過(guò)程中應(yīng)用的有效性直接取決于它們的物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)特性。在廢水處理中,在其晶體結(jié)構(gòu)中呈現(xiàn)負(fù)電荷和補(bǔ)償陽(yáng)離子的沸石可確保去除陽(yáng)離子物質(zhì),但可能與去除陰離子物質(zhì)和有機(jī)化合物不相容。因此,除了提高天然沸石對(duì)陽(yáng)離子物質(zhì)的去除效率外,沸石的改性還能去除這些化合物。由于沸石在自然界中結(jié)晶的地質(zhì)條件不同,通常存在不止一種類型的補(bǔ)償陽(yáng)離子。用無(wú)機(jī)鹽溶液(NaCl、CaCl、NH?4Cl等)有助于均勻存在于晶體結(jié)構(gòu)中的補(bǔ)償陽(yáng)離子。由于每個(gè)陽(yáng)離子可以在不同的選擇性水平下交換,標(biāo)準(zhǔn)化導(dǎo)致陽(yáng)離子交換容量的優(yōu)化。