沸石的離子交換性能

沸石的離子交換性能

離子交換是沸石的重要性能之一。在沸石晶格的孔（腔）中，K、Na、Ca和水分子等陽離子與晶格結合不緊密，容易與周圍水溶液中的陽離子交換，交換后的沸石晶格結構不受破壞。據調查，斜發(fā)沸石巖石對NH4 離子的總交換量在50~220mmol/100g之間，K 離子的總交換量一般在9~26mg/g之間，少數在9mg/g以下，絲光沸石對NH4 離子的總交換量一般在50~188.73mmol/100g之間，沸石離子交換容量大于9mg/a，比沸石離子交換容量大得多，這是由其內部結構和其他特性決定的。

你真的了解沸石在人工濕地中的關鍵作用嗎？

你真的了解沸石在人工濕地中的關鍵作用嗎？跟著紅花山沸石廠家的小編一起來看看吧。近年來，如何科學、合理地選擇人工濕地系統(tǒng)基質填料已成為濕地設計系統(tǒng)中的重要組成及“核心”。傳統(tǒng)人工濕地的多數填料脫氨氮、除磷效果有限，而天然礦物材料——沸石因其具有內外比表面大、多孔穴規(guī)律的特征使其擁有較強的吸附與離子交換能力，在實際項目表現中，已被證明可有效提高與強化脫氨除磷效果。

人工濕地水污染治理的選擇

盡管地球上有足夠的淡水資源可滿足全人類的需求，然而據2018年的數據顯示，地球上仍有10%的人口缺乏安全的飲用水，約40%的人缺乏基本的衛(wèi)生設施。據估計，每年有150萬兒童因缺乏飲用水和衛(wèi)生設施而。因此聯(lián)合國宣布，獲取清潔飲用水和衛(wèi)生設施是一項基本人權。

當前，各國均已對水污染問題重視并對其改善，但從整體來看依舊存在著一定問題，并嚴重危害了地區(qū)居民的公眾健康。傳統(tǒng)污水處理方法通常需要將污水引至一個大型污水處理廠再進行集中處理，這是一個極為復雜的過程，成本和能耗都較高。如歐洲污水處理廠商管理總長超過220萬千米的污水管道和大約7萬座污水處理廠；美國總發(fā)電量的3%要用于污水處理。

人工濕地系統(tǒng)作為近年流行的新型污水處理技術，其逼真地模擬了自然濕地，以增強凈化水的物理和化學過程為目標，具有無能耗 、運行成本低、便于管理等優(yōu)勢，能夠適應不同地區(qū)的自然環(huán)境及社會、經濟條件的技術，且易于維護，有利于提高生物多樣性和恢復生態(tài)環(huán)境，能夠帶來較高的經濟、環(huán)境收益。

對此，如何選擇填料的類型，是確保人工濕地污染物去除功能和長效穩(wěn)定運行的關鍵。早期人工濕地常采用的填料基質，包括天然土壤、壤質砂土和砂質壤土等，其很難達到理想的重金屬與有機污染物去除效果；另外，在長時間運行后濕地系統(tǒng)易發(fā)生堵塞情況。在此背景下，人們開始深入研究與選擇更優(yōu)的濕地基質填料，以強化人工濕地對污染物的去除能力。

沸石礦物的天然特性

沸石是在很早就被發(fā)現的礦石，迄今為止它已經應用于很多領域，比如：水產養(yǎng)殖、飼料添加劑、污水處理等。但是我們很多人對它還是不太了解或是了解不多，今天紅花山的小編就為大家講解一下沸石的天然特性，讓大家更深入了解一下吧。

沸石是可以作為礦物質補充劑和凈水器的，水需要與天然礦物混合，可以用來將水帶回其自然狀態(tài)的突出礦物質之一，符合有效、經濟和髙效的自然標準。有關這種獨特礦物質及其在水凈化方面的應用， 通過獨特的陽離子交換能力，從內部和外部的所有水性環(huán)境中去除所有有害毒愫。

1、陽離子交換：沸石粉是世界上維一的負電荷礦物之一，使其能夠具有所謂的陽離子交換能力。蕞突出的特性，使其成為理想的解du劑，當多個帶正電荷的化合物或元素在帶負電荷的主體如沸石上發(fā)生交換，蕞常見的可交換陽離子是鈣，鎂，鉀和鈉，在捕獲和結合對生命有害的元素的同時釋放有益元素的能力使得沸石成為選擇性和智能吸附體內有毒元素的理想礦物質。

2、吸收和吸附：具有開放的骨架分子結構，這意味著它非常多孔，可以吸收55％的自身重量，使其成為虛擬的分子海綿?？紫渡钊氲椒肿訉又?，導致高表面積，這些孔的深度連續(xù)有效吸收，沸石粉具有高內表面積，物理強度和離子交換性能，因其對重金屬，放涉性元素和許多其他有害生命元素的特殊吸收能力。在吸收時不會膨脹，蜂窩狀分子結構高吸收而不損失其結構完整性。

沸石原料的改性與處理方法

從性能看，沸石可以借助陽離子對晶體電場、酸堿性以及孔道的結構實現想要的調整，從而達到對其性質的改變，以及改善沸石吸附離子和交換離子的能力，一般來說，沸石原料的改性技術包括水溶液交換法和固態(tài)離子交換法。

水溶液交換法是蕞常用的離子交換方法。沸石與某金屬的鹽水溶液結合后的離子交換過程如下所示。

A?Z? B?→B Z? A?

其中A 為沸石陽離子，Z-為沸石的骨架，B 則為鹽溶液金屬陽離子。為了實現交換程度的提升，可以進行間歇式的多次交換，交換后需進行過濾及洗滌，之后進行二次交換，鹽溶液中的金屬陽離子經過多次交換后達到所需的要求。離子交換過程中，為了保證陽離子將沸石中的陽離子交換出來，需要保證陽離子和沸石中的陽離子類型相同，同時需要嚴格控制交換溫度、物質的濃度、物質的用量和溶液的pH值等。水溶液交換方法也存在一定的缺陷，在將金屬離子引入到沸石中的同時，交換時間較長，交換工作完成后需要重點處理交換后的鹽溶液，另外溶液中還有一些不穩(wěn)定的離子不能交換到沸石中。

固態(tài)離子交換方法為沸石的改性工業(yè)創(chuàng)造了新的路徑，將沸石和金屬氯化物或金屬氧化物充分混合，之后經過高溫焙燒，通過水蒸氣處理，滿足改性需求。鹽中的陰離子會影響固態(tài)反應，金屬氯化物在反應過程中也會生產易揮發(fā)的物質HCI，可以進一步促進交換反應的進行，固態(tài)離子交換法可以克服溶液離子交換法中的問題，應用前景十分廣闊。

上述改性方法充分應用離子交換性能，主要是應用改性劑中的陽離子交換沸石中的陽離子，保證其轉換為陽離子型的沸石。