沸石是一族含水的具有连通孔道的呈架状构造的碱或碱土金属的硅酸盐或铝硅酸盐矿物;沸石具有很好的热稳定性和吸附性能,广泛应用于农业、石油化工、建筑材料、陶瓷、冶金、催化剂、洗涤助剂、日用化工等领域。而且沸石在人工湿地中也被应用最为广泛,下面我们就来说说沸石为什么会被应用于人工湿地中吧。
1)离子交换性能:离子交换性是沸石岩重要性质之一。
2)吸附性能:沸石具有很大的比表面积(500-1000米2/克)因而能产生较大的扩散力,故可用作出色的吸附剂。沸石晶格内部有很多大小均一的孔穴和通道,孔穴之间通过开口的通道彼此相连,并与外界沟通。孔穴和通道的体积占沸石晶体体积的50%以上,其中存在许多脱附自由的沸石水。沸石水的多少,可随外界的温度和湿度变化而变化。在世界范围内正越来越多地被用于生活污水的处理。人工湿地中的基质一般由沸石、土壤、细砂、粗砂、砾石、碎瓦片、粉煤灰、泥炭、页岩、铝矾土、膨润土等其中一种或几种所构成。基质在湿地中的作用主要包括:为植物和微生物提供生长介质,通过沉淀、过滤和吸附等作用直接去除污染物等。基质对污染物的截留有利于后续植物和微生物作用的充分发挥,由于基质的理化性状影响人工湿地的净化能力和运行的稳定性,选择合适的基质能显著提高湿地的污染物处理效率。通过试验可知,人工湿地基质对脱氮的贡献主要是暂时性的吸附氮,然后通过微生物的硝化反硝化、植物吸收、氨氮挥发等作用去除。研究人员通过等温热力学吸附实验,比较人工湿地的基质:沸石、高钙废渣、改性赤泥和火山石对污水中氨氮的去除效果。
3)催化性能:由于沸石具有很大的吸附表面,可以容纳相当多数量的吸附物质,因而能促使化学反应在其表面上进行,所以沸石又作为有效的催化剂和催化载体。宜都沸石的价格好选择阳离子交换容量在140mmol/100g以上的沸石。沸石再生时间受到原水质的制约。原水质各项指标较差的水再生时间可能缩短,尤其是较浑浊的水更影响使用周期。应该采取事先经纱布过滤的方式除去悬浮物使沸石充分发挥作用。另外,季节温度和是否丰水期也影响沸石再生周期。目前,全国多数游泳池池水中尿素含量均有不同程度的超标现象,由于尿素会分解出氨氮和二氧化碳,而氨氮会与氯反应生成氯氨,对游泳者的皮肤和眼睛产生刺激作用,故应加强对游泳池中氨氮的去除。在滤速为36m2/(h·m2)的条件下,沸石对氨氮的去除效果明显优于石英砂。在循环周期(8h)内,沸石过滤器对氨氮的去除率为68.8%,随着循环次数的增加。
4)热稳定性:沸石岩的热稳定性与沸石岩中所含阳离子的种类、沸石的硅铝比、沸石的内部结构等因素有关。就热稳定性而言,一般丝光沸石优于斜发沸石和方沸石,钾型或钠型沸石优于钙型或钾钙型斜发沸石,(我国斜发沸石属于后者),高硅沸石优于低硅沸石(我国的沸石属于高硅沸石)。国内沸石岩的热稳定性各地不一。
5)耐酸性:沸石具有良好的耐酸性,如国投盛世的斜发沸石和丝光沸石岩用不同浓度的酸在100°C下处理2小时,试验证明两者均有较强的耐酸性,其中斜发沸石在4N盐中处理,丝光沸石在10mol/L盐中处理,晶体结构均未被破坏。 其次,核-壳结构复合材料可以得到更多的汽油组分,适用于重油大分子高效裂解制备汽油的反应中。再次,其应用于催化合成气制二甲醚反应,得到极高的二甲醚选择性,几乎没有烷烃类副产物生成,能够得到了非常高的低碳烯烃选择性。总之,核-壳结构的沸石分子筛复合材料具有非常广阔的开发利用前景。核和壳可以分别进行功能化,赋予核-壳结构复合材料独特的性质,在实际使用中展现更优异的性能;在构建核-壳结构时,在核-壳之间形成新的界面,赋予核-壳结构复合材料新的性能;核-壳结构沸石分子筛复合材料可以为人们研究催化机理、理解催化过程提供很好的模型。