天然沸石本來具有較大的離子交換能力,但經適當化學處理(即進行改性又叫活化)后,其性能將更為突出。改性(活化)處理方法如下:
P型沸石
P型Zeolite可以用NaOH溶液處理天然沸石而形成,例如,將3g10~200目的天然斜發沸石,加入10mL5mol/ L Naoh溶液中,在(95±5)℃下加熱70h,即獲得P型沸石。圖3-4是沸石堿處理改型前后斜發沸石和絲光沸石對溶液中CdCl2的吸附情況。改型后的P型沸石對CdCl2的吸附量大大增加。但是堿處理時,NaOH濃度不宜過高,否則會破壞沸石結構。
cu型沸石
在用Cu2+交換制取銅型沸石時,常因沸石中含有H+而使Cu2+交換受阻。因在交換前,需將沸石在濃氨水中浸漬,使NH∏扌先置換沸石中的H+。制備Cu型沸石主要是用硝酸銅(最佳)、硫酸銅或氯化銅處理沸石,同時使Cu交換率在50%以上。經交換后的沸石可拌水成型并在適當溫度下活化備用。也可用少量硬脂酸鋁、石墨等作黏合劑,或用氯化鋁和硅藻土等載體成型。
H型沸石
將天然絲光沸石用稀無機酸(HICl,H2SO4,HNO3,HClO4)處理,使H+交換率至少在20%以上,成型后在90~110℃千燥,最后用350~600℃溫度加熱活化即成。H型沸石具有很高的吸附速度和陽離子交換容量。
Na型沸石
將天然絲光沸石用過量的鈉鹽溶液(NaCl,Na2SO4,NaNO3等)處理,使a+交換率至少在75%以上,成型后在90~110℃千燥,最后在350~600℃溫度加熱活化制成。Na型沸石將大大提高其對氣體的吸附容量,甚至比合成的5A型分子篩的吸附量還大。王萍等用NaCl作改性劑,對浙江縉云斜發沸石、甘肅白銀塊型斜發沸石進行Na型沸石改性,改性后的沸石對苯酚(8mg/L)的去除率提高了6倍。
NH4型沸石
將天然沸石用2mol/NHI4Cl溶液處理,然后用2mol/KCl溶液作提洗劑,
能使陽離子的交換容量達到145mmol/100g。
ca型沸石
將天然沸石用2 mol /L Caci2溶液處理,然后用2mol/NH4Cl溶液作提洗劑其陽離子交換容量可達59mmol/100g
八面沸石
目前我國探明的沸石礦很大部分為斜發沸石,其致命弱點是比表面積小,孔徑小。如將斜發沸石改型為八面沸石,則可廣泛應用于化工、煉油等領域,大大提高這種豐富而廉價礦物的使用價值。
將斜發沸石改型為八面沸石,其礦物結構發生變化,由單斜晶系變為立方晶系,晶格參數及硅鋁比均有大的變化,這一改型過程的機理實際上是沸石再結晶過程,即是硅酸鹽陽離子骨架再形成的過程。斜發沸石在NaOH和NaCl的水溶液中,固相晶態的斜發沸石軟化,受到介質中OH-的催化而發生解聚,生成沸石結構單元,晶核進一步有序化,生成八面沸石晶體。