Zeolite是一類硅酸鹽礦物，具有吸附和離子交換功能，并且由于每種沸石有其特定的均一孔徑(0.3～1nm)，只能通過相應(yīng)大小的分子，廣泛用作催化劑或載體、干燥劑、飼料添加劑、土壤改良劑、污水凈化劑、塑料和造紙?zhí)盍稀⒑Ｋ徕浀取７勖夯一瘜W(xué)成分以二氧化硅和三氧化二鋁為主，與沸石有相似的化學(xué)組成，為粉煤灰合成沸石提供了可能。

一、目前利用粉煤灰合成沸石主要有以下幾種方法：

1、水熱合成法

水熱合成法幾乎是所有合成方法的基礎(chǔ)，也是較為普遍采用的合成方法，其基本過程為：首先使粉煤灰中的活性玻璃相在堿性條件下溶解生成鋁硅酸鹽膠體，然后在水熱條件下使鋁硅酸鹽膠體結(jié)晶轉(zhuǎn)化為沸石。

2、堿熔融法

為使粉煤灰中所有硅鋁組分(包括惰性晶相物質(zhì)石英和莫來石)得到充分活化，提高沸石純度，在水熱合成之前加入堿熔融步驟。其基本過程為：將一定比例的活化劑(NaOH或KOH)與粉煤灰混合均勻，經(jīng)高溫焙燒并冷卻至室溫后得到粉煤灰熟料。將粉煤灰熟料研磨后加入水，在一定條件下攪拌老化、晶化一段時間，最后經(jīng)過濾、洗滌、干燥后得到沸石產(chǎn)品。該法是較為理想的合成方法之一，在沸石產(chǎn)品中不含石英和莫來石，提高了沸石轉(zhuǎn)化率，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)過程中的硅鋁比可得到具有較高實用價值且純度較高的沸石產(chǎn)品，但活化時間長，高溫焙燒增加了合成成本。

3、鹽熱合成法

鹽熱合成法在鹽熱過程中沒有反應(yīng)試劑水介入，其基本合成過程為:將活化劑(NaOH、KOH或NH4F)和某種鹽(NaNO3、KNO3或NH4NO3)與粉煤灰按一定比例混合均勻，在適當(dāng)溫度下焙燒一段時間后，得到沸石產(chǎn)品。在鹽熱過程中無水參與反應(yīng)，但沸石結(jié)晶體中含有大量的鹽，需用水洗滌，沸石產(chǎn)品的后處理較為麻煩。

4、混堿氣相合成法

將一定比例的活化劑溶液(NaOH或KOH溶液)與粉煤灰混合均勻，然后干燥成固態(tài)前驅(qū)態(tài)物質(zhì)，在水或有機(jī)胺的蒸氣中進(jìn)行晶化，最后固體反應(yīng)物經(jīng)洗滌、干燥后得到沸石產(chǎn)品。利用該法在200℃下即可將粉煤灰中的大部分硅鋁組分(包括惰性晶相物質(zhì)石英和莫來石)轉(zhuǎn)化為鈣霞石。該法較為簡便，但耗時長、效率低。

5、痕量水體系固相合成法

取一定比例的粉煤灰和活化劑，加入微量水后充分研磨，然后置入不銹鋼反應(yīng)釜中在適當(dāng)溫度條件下進(jìn)行晶化，最后將固體反應(yīng)物洗滌、干燥后得到沸石產(chǎn)品。該法由于反應(yīng)體系中水量少，反應(yīng)物難以混合均勻，故反應(yīng)不完全，沸石轉(zhuǎn)化率和性能也不太理想。

隨著粉煤灰水熱法合成沸石機(jī)理研究的深入，以工業(yè)化生產(chǎn)為目的的人工沸石高效合成工藝將是迫切需要，尤其以沸石純度高、結(jié)晶度好、轉(zhuǎn)化率較高的晶種誘導(dǎo)水熱法和堿熔融-水熱法等是未來的研究熱點。目前以天然沸石為主要晶種投加的晶種誘導(dǎo)水熱法在人工化學(xué)合成晶種的開發(fā)、投加工藝與誘導(dǎo)合成機(jī)理方面還需進(jìn)一步研究，而低能耗、低成本、高產(chǎn)率的發(fā)展目標(biāo)迫切需求對堿熔融-水熱法、二步水熱法等進(jìn)行改進(jìn)操作步驟、減少物耗能耗等工藝優(yōu)化。隨著充分利用粉煤灰中的硅鋁物質(zhì)水熱合成沸石的研究及工業(yè)化生產(chǎn)，各種高品質(zhì)的人工沸石產(chǎn)品將可廣泛應(yīng)用于化學(xué)品原材料、吸附材料、建筑材料等，從而實現(xiàn)粉煤灰的資源化綜合利用。

二、在土壤重金屬污染治理中的應(yīng)用

通過粉煤灰可合成高比表面積、高純度沸石分子篩產(chǎn)品；

通過粉煤灰可合成高離子交換能力的類沸石分子篩產(chǎn)品；

粉煤灰利用率可達(dá)99%以上，且上述兩種材料在耕地鎘污染治理領(lǐng)域表現(xiàn)出良好效果。