由于天然沸石直接用于水处理的效果不够理想,沸石经过活化后离子交换性能和吸附性能可得以提高,即通过用不同大小的阳离子交换天然沸石内原有的阳离子,可改变孔道大小,从而赋予沸石新的离子交换性能。研究表明,用酸碱处理沸石,沸石的比表面积增大,吸附性增强;加热可使充满沸石孔道和空腔的水分子除去,从而可提高吸附能力。
本研究中用盐加酸 、盐加碱混合处理沸石,结果发现,酸和碱不但影响了NaCl溶液的活化效果,而且去除率比未经任何活化时的47.35% 还低;当H2 SO4 和NaOH 浓度分别为0.25mol·L – 1和0.5 mol·L – 1时,去除率下降到43.85%和42.50% ,而且随着浓度的增加,去除率也随之降低,原因可能是所用沸石的耐酸耐碱性不好。
实验中对20~40目的丝光沸石加热活化1 h,发现加热温度在200 以下时活化后沸石对氨氮的去除率无明显变化,活化温度为300~700 时氨氮去除率明显增大,活化温度为700~900 时氨氮去除率基本稳定,此时吸附能力比未活化时增加一倍。 而本研究中活化温度的增加对沸石的吸附效果改善不显著, 经500加热活化后去除率仅由47.35%提高到52.47%,这可能与所用沸石的性质差异有关。
在本研究所采用的不同活化方法中,NaCl活化效果最好。 这是因为NaCl中的Na+置换了沸石孔道中原有的Ca2 + 和Mg2 +等半径较大的阳离子,使沸石孔容增大、空间位阻变小,吸附和离子交换性能从而得到提高。 而且,随着NaCl活化沸石时溶液温度的升高,氨氮去除率逐渐增加,溶液温度为100 时氨氮去除率达到88.08% 。 这是因为随着温度升高,沸石中原有保持电中性的可交换阳离子可以更快地移至易被Na+ 交换的位置,而且100时沸石的水合阳离子容易可逆脱水,利于Na+的离子交换。 同时由于沸石在形成过程中,孔道和空腔充满着水分子,温度100时可除去其中的水分子,孔隙度变大,提高了吸附性能。 因此100时NaCl活化效果最好。