Zeolite具有多孔結構,可容納多種陽離子,如Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。這些正離子松散地保留在沸石孔中,并且易于與接觸溶液中的其他離子交換。一些較常見的礦物沸石為方沸石、菱形沸石、Clinoptilolite、片狀沸石、鈉沸石、鈣礬石和輝石。沸石礦物分子式的一個例子是鈉沸石的分子式為na2al2si3o10·2H2O。這些陽離子交換沸石具有不同的酸性,可以催化多種酸催化。
隨著人類活動范圍的擴大,世界范圍內的土壤呈現出快速的化學退化狀態,如土壤肥力下降、嚴重鹽堿化、嚴重酸性等污染問題。由于天然沸石具有較高的吸附容量和離子交換容量,作為修復和調節無糖化學降解的有效材料,逐漸引起了工業界的關注。目前,它已廣泛應用于農業生產和農業環境保護領域。
由于沸石結構為四面體,在硅四面體和鋁四面體之間形成了無限膨脹的三維框架結構。這個結構是開放的,整個晶體中有均勻的、相互連接的通道,使其內表面積較大,因此具有巨大的吸附容量。此外,沸石的內部孔道尺寸均勻固定,孔徑為0.3-1.0nm。小于其直徑的物質可以被吸附,而大于其直徑的物質不能被吸附。因此它對離子和分子的吸附具有選擇性,可以應用于土壤改良領域。
1.沸石可用作土壤改良劑。由于沸石具有很強的陽離子交換性、吸附選擇性以及含有作物所需的養分,將沸石直接應用于退化土壤可以提高土壤的堿交換能力;此外,沸石與耕作沸石結合使用,可吸附周圍的細土和粘土顆粒,逐漸形成微團聚體。土壤中的團聚體結構增加后,土壤孔隙度增加,容重降低,從而提高土壤的滲透性和保水性,有利于作物生長,特別是硬化粘性土壤的改良效果,為低產田改良提供了一條新途徑。
2.作為沸石肥料添加劑。天然沸石吸附能力強,可與化肥混合使用,提高肥效,延長土壤供肥時間,減少氮素流失。試驗表明,在大田條件下,沸石和化肥混入土壤后,玉米、水稻等作物的氮、磷肥利用率分別提高了8.1%~10.3%和6.0%~6.3%。
3.提高磷的釋放能力。由于沸石本身不含大量磷,即使少數沸石也含有少量磷,但沸石或沸石交換器通過沸石上的吸附陽離子與磷礦石交換磷,重新釋放鈣質土壤中積累的不溶性磷。
總之隨著人們對沸石在土壤改良中功效認識的加深,沸石的應用越來越受到研究人員和農業技術推廣人員的重視。沸石來源廣泛,成本低且無害。在實際應用中顯示出良好的土壤改良效果。是一種適用、易得的新型土壤改良劑,值得推廣應用。