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(jié)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(jié)構(gòu)不受破壞。據(jù)調(diào)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(shù)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(nèi)部結(jié)構(gòu)和其他特性決定的。氟是人體必需的微量元素之一，但是長期飲用氟含量超標(biāo)的水(＞1．5mg/L)會損害牙齒和骨骼，嚴(yán)重的可能引起氟骨癥，造成、、掉頭發(fā)，甚至?xí)斐扇说慕K生殘廢。

天然沸石孔隙直徑為0.3～1.1nm，聚合物分子鏈直徑約為0.218nm，聚合物分子鏈直徑小于天然沸石孔隙直徑時，才可以在天然沸石孔道內(nèi)，形成多層吸附，導(dǎo)致天然沸石聚合物吸附量遠(yuǎn)大于油藏砂巖的吸附量。

聚合物在天然沸石顆粒表面的多層吸附，相當(dāng)于在顆粒外表形成了一個由聚合物分子組成的包裹層，這使得天然沸石顆粒的視體積增大、被補(bǔ)集的概率增大，但顆粒同時也表現(xiàn)出“黏彈性”，當(dāng)其遇到孔隙喉道時發(fā)生形變，從而減少被補(bǔ)集概率，這種“捕集-釋放”過程會增大流動阻力。6℃時，其很限上向流過濾濾速（維持濾層表面剛好不膨脹的濾速）為18。

此外，吸附在天然沸石顆粒外表和孔隙內(nèi)表面的聚合物分子鏈間會發(fā)生纏繞，這會增大天然沸石顆粒在孔隙內(nèi)的流動阻力。

沸石吸附生活污水中CODCr和NH3-N的試驗結(jié)果

沸石吸附生活污水中CODCr和NH3-N的試驗結(jié)果

沸石的投加量對去除污水中CODCr和NH3-N的影響由表1可知，沸石用量在10～60g變化時，通過沸石吸附后的污水上清液濾液中的CODCr質(zhì)量濃度在86.5～216.9mg/L變化，CODCr去除率為28.32%～71.41%；研究表明，利用改性劑對粉體顆粒表面進(jìn)行物理化學(xué)改性，能改善顆粒在其他物質(zhì)中的分散性。加人沸石后，污水的NH3-N和CODCr的濃度明顯降低，沸石投加量繼續(xù)增加，生活污水中CODCr的去除率仍逐漸升高。

沸石用量在10～60g變化時，沸石處理后的污水上清液濾液中的NH3-N質(zhì)量濃度在16.31～26.90mg/L變化，而NH3-N去除率則在17.00%～49.68%；加入沸石可以顯著降低污水的NH3-N濃度，并且在沸石投加量小于50g時，增加沸石的投入量，NH3-N的去除率也相應(yīng)提升；當(dāng)沸石的投入量為60g時，NH3-N的去除率比投加量為50g的沸石大約僅僅提升了0.96%；因此，將沸石磨細(xì)成粉后，代替混凝土中的部分水泥，既能降低工程成本，又能減小混凝土中的水化熱。隨著沸石投加量的持續(xù)增加，NH3-N去除率的相繼提高。