用壳聚糖改性天然沸石粉，制备了改性沸石吸附材料，对微污染水源水中微量镍(II)的吸附去除进行了研究。考察了吸附时间、沸石粉投加量、镍(II)初始浓度以及原水pH值等因素对镍(II)去除效果的影响。结果表明，改性沸石粉对镍(II)的去除效果明显优于天然沸石粉；当镍(II)初始浓度低于0.2mg/L时,投加1.5g/L壳聚糖改性沸石粉，经20min吸附后，水中镍(II)的剩余浓度低于0.02mg/L，可满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的要求；提高水的pH值有利于两种沸石粉对镍(II)的去除。另外，两种沸石粉对镍(II)的吸附过程均符合Freudlich等温吸附模型，且改性沸石粉的吸附指数更小，其吸附能力更强。
一、镍与沸石
镍是人体健康所必需的微量元素，具有促进铁吸收和红细胞增长等作用，但长期接触低浓度镍会对人体造成危害，增加癌症发病率。在微污染水中，可溶性的微量镍(II)离子在较高的pH值下才能产生沉淀。若自来水厂采用加碱-混凝沉淀的方法去除镍需投加大量碱，出水前再加酸中和，不仅增加处理成本，而且较强碱性的水会影响自来水工艺的正常运转。因此，如何更好地结合自来水工艺，对微污染水中微量镍(II)进行去除，仍然是人们所关注的热点问题之一。
沸石是具有空间网架状结构的铝硅酸盐矿物，对重金属阳离子有一定的吸附能力，但吸附容量小。壳聚糖为甲壳素的脱乙酰基产物，其分子链上含氨基和羟基，对重金属离子有螯合吸附和絮凝作用。目前，虽已有利用沸石和壳聚糖处理较高浓度含镍废水的研究，但有关壳聚糖改性沸石去除微污染水中微量镍(II)未见报道。研究人员用壳聚糖对天然沸石粉进行改性处理，制备了改性沸石粉，以期提高对镍(II)的吸附能力，并将其用于吸附-混凝去除微污染水中的镍(II)，考察了吸附时间、水的pH、沸石粉投加量和镍初始浓度等因素对镍(II)去除效果的影响，旨在为实际微污染水中镍(II)的去除提供参考。
二、改性沸石粉的制备
将天然沸石粉用去蒸馏水冲洗数次，以去除可溶性杂质，然后于90℃条件下烘干，球磨并过50目筛。称取10.0g壳聚糖加入到500mL浓度为2mol/L的NaOH溶液中，搅拌使壳聚糖分散均匀，再加入200g过筛后的沸石粉，振荡12h，过滤并用蒸馏水冲洗至中性，在90℃条件下烘干后研磨，再过50目筛后备用。
三、沸石吸附时间对镍(II)去除效果的影响
沸石粉与微污染水的接触时间对除镍(II)效果有显著影响。图1是在镍(II)初始浓度CNi0=0.1mg/L时，吸附时间与镍(II)剩余浓度关系曲线。
水样中剩余镍(II)浓度随吸附时间延长逐渐降低，10min后渐达平衡；对比两条曲线发现，改性沸石粉对微量镍(II)去除效果比天然沸石粉好。这是因为负载在改性沸石表面的壳聚糖通过其分子中的氨基、羟基螯合溶液中的镍(II)离子，增强了吸附镍(II)的能力。当吸附时间大于10min时，改性沸石粉处理后水中镍(II)剩余浓度低于《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）规定的0.02mg/L，而天然沸石粉的镍(II)剩余浓度仍在0.06mg/L以上。另外，与天然沸石粉相比，改性沸石粉对镍(II)的吸附速率快，10min时基本达到吸附平衡，而天然沸石粉在20min时才达到吸附平衡。在后续实验中，为对比不同条件下两种沸石粉对镍的去除效果，均固定吸附时间为20min。
四、沸石粉投加量对镍(II)去除效果的影响
在吸附-混凝沉淀过程中，吸附剂投加量与除镍(II)效果有关。在其它试验条件相同情况下，沸石粉用量与镍(II)去除率之间关系如图2所示。
两种沸石粉对镍的去除率随投加量的增加而不断升高。与天然沸石粉相比，改性沸石粉对镍(II)的去除率增长较快，改性沸石粉对镍(II)的去除效果明显优于天然沸石粉。当投加量增到1.5g/L后，两种沸石粉对镍(II)去除率的增长趋于稳定，改性沸石粉在此条件下对镍去除率达82%以上，可满足国家饮用水水质要求。
总之，沸石粉对镍(II)的吸附过程均符合Freudlich等温吸附模型，且壳聚糖改性沸石粉的吸附指数更小，其吸附能力更强。
