Zeolite是一族含水的具有連通孔道的呈架狀構(gòu)造的堿或堿土金屬的硅酸鹽或鋁硅酸鹽礦物;沸石具有很好的熱穩(wěn)定性和吸附性能,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、石油化工、建筑材料、陶瓷、冶金、催化劑、洗滌助劑、日用化工等領(lǐng)域。而且沸石在人工濕地中也被應(yīng)用最為廣泛,下面我們就來說說沸石為什么會(huì)被應(yīng)用于人工濕地中吧。

1)離子交換性能:離子交換性是沸石巖重要性質(zhì)之一。

2)吸附性能:沸石具有很大的比表面積(500-1000米2/克)因而能產(chǎn)生較大的擴(kuò)散力,故可用作出色的吸附劑。沸石晶格內(nèi)部有很多大小均一的孔穴和通道,孔穴之間通過開口的通道彼此相連,并與外界溝通。孔穴和通道的體積占沸石晶體體積的50%以上,其中存在許多脫附自由的沸石水。沸石水的多少,可隨外界的溫度和濕度變化而變化。在世界范圍內(nèi)正越來越多地被用于生活污水的處理。人工濕地中的基質(zhì)一般由沸石、土壤、細(xì)砂、粗砂、礫石、碎瓦片、粉煤灰、泥炭、頁巖、鋁礬土、膨潤土等其中一種或幾種所構(gòu)成。基質(zhì)在濕地中的作用主要包括:為植物和微生物提供生長介質(zhì),通過沉淀、過濾和吸附等作用直接去除污染物等。基質(zhì)對(duì)污染物的截留有利于后續(xù)植物和微生物作用的充分發(fā)揮,由于基質(zhì)的理化性狀影響人工濕地的凈化能力和運(yùn)行的穩(wěn)定性,選擇合適的基質(zhì)能顯著提高濕地的污染物處理效率。通過試驗(yàn)可知,人工濕地基質(zhì)對(duì)脫氮的貢獻(xiàn)主要是暫時(shí)性的吸附氮,然后通過微生物的硝化反硝化、植物吸收、氨氮揮發(fā)等作用去除。研究人員通過等溫?zé)崃W(xué)吸附實(shí)驗(yàn),比較人工濕地的基質(zhì):沸石、高鈣廢渣、改性赤泥和火山石對(duì)污水中氨氮的去除效果。

3)催化性能:由于沸石具有很大的吸附表面,可以容納相當(dāng)多數(shù)量的吸附物質(zhì),因而能促使化學(xué)反應(yīng)在其表面上進(jìn)行,所以沸石又作為有效的催化劑和催化載體。宜都沸石的價(jià)格好選擇陽離子交換容量在140mmol/100g以上的沸石。沸石再生時(shí)間受到原水質(zhì)的制約。原水質(zhì)各項(xiàng)指標(biāo)較差的水再生時(shí)間可能縮短,尤其是較渾濁的水更影響使用周期。應(yīng)該采取事先經(jīng)紗布過濾的方式除去懸浮物使沸石充分發(fā)揮作用。另外,季節(jié)溫度和是否豐水期也影響沸石再生周期。目前,全國多數(shù)游泳池池水中尿素含量均有不同程度的超標(biāo)現(xiàn)象,由于尿素會(huì)分解出氨氮和二氧化碳,而氨氮會(huì)與氯反應(yīng)生成氯氨,對(duì)游泳者的皮膚和眼睛產(chǎn)生刺激作用,故應(yīng)加強(qiáng)對(duì)游泳池中氨氮的去除。在濾速為36m2/(h·m2)的條件下,沸石對(duì)氨氮的去除效果明顯優(yōu)于石英砂。在循環(huán)周期(8h)內(nèi),沸石過濾器對(duì)氨氮的去除率為68.8%,隨著循環(huán)次數(shù)的增加。

4)熱穩(wěn)定性:沸石巖的熱穩(wěn)定性與沸石巖中所含陽離子的種類、沸石的硅鋁比、沸石的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。就熱穩(wěn)定性而言,一般絲光沸石優(yōu)于斜發(fā)沸石和方沸石,鉀型或鈉型沸石優(yōu)于鈣型或鉀鈣型斜發(fā)沸石,(我國斜發(fā)沸石屬于后者),高硅沸石優(yōu)于低硅沸石(我國的沸石屬于高硅沸石)。國內(nèi)沸石巖的熱穩(wěn)定性各地不一。

5)耐酸性:沸石具有良好的耐酸性,如國投盛世的斜發(fā)沸石和絲光沸石巖用不同濃度的酸在100°C下處理2小時(shí),試驗(yàn)證明兩者均有較強(qiáng)的耐酸性,其中斜發(fā)沸石在4N鹽中處理,絲光沸石在10mol/L鹽中處理,晶體結(jié)構(gòu)均未被破壞。 其次,核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料可以得到更多的汽油組分,適用于重油大分子高效裂解制備汽油的反應(yīng)中。再次,其應(yīng)用于催化合成氣制二甲醚反應(yīng),得到極高的二甲醚選擇性,幾乎沒有烷烴類副產(chǎn)物生成,能夠得到了非常高的低碳烯烴選擇性。總之,核-殼結(jié)構(gòu)的沸石分子篩復(fù)合材料具有非常廣闊的開發(fā)利用前景。核和殼可以分別進(jìn)行功能化,賦予核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料獨(dú)特的性質(zhì),在實(shí)際使用中展現(xiàn)更優(yōu)異的性能;在構(gòu)建核-殼結(jié)構(gòu)時(shí),在核-殼之間形成新的界面,賦予核-殼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料新的性能;核-殼結(jié)構(gòu)沸石分子篩復(fù)合材料可以為人們研究催化機(jī)理、理解催化過程提供很好的模型。