沸石的硅铝比对沸石的吸附性能影响很大,硅铝比高,则A1代替Si少,形成的负电荷少,为平衡这些电荷而进人沸石中的阳离子也少,影响了沸石的交换能力,而且孔穴和孔道内含有水分、有机物和碳酸盐等杂质,同样影响了沸石的吸附和离子交换性能。因此,有必要对天然沸石进行改性,以调整硅铝比、去除杂质、增大比表面积,进而提高沸石的吸附和离子交换性能。目前已有的改性方法主要有:热改性、盐改性、酸碱改性、有机物改性和稀土改性等。

热改性是在适宜的温度下对沸石加热处理,去除沸石中的水分和有机物,使沸石孔道畅通、比表面积增大,充分发挥其吸附和离子交换性能。用马弗炉对沸石进行热改性,结果表明:沸石对氨氮的去除率随着改性温度的升高而缓慢增加,在400℃时改性效果最好,去除率为72.63%,但随着温度的继续升高,去除率反而降低,高于500℃后,去除率则急剧降低。

盐改性是利用盐中的阳离子来交换天然沸石内原有的阳离子,以改变天然沸石孔穴和孔道大小,进而增强沸石与阳离子之间的相互作用,提高沸石的吸附性能。采用NaCl溶液对天然沸石进行改性,通过对天然沸石和改性沸石扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)分析,发现改性沸石的表面明显比天然沸石的粗糙,且改性沸石的总孔容与比表面积比天然沸石有所增大,同时Na+置换了孔穴中原有的Ca2+、Mg2+等半径较大的阳离子,使得空间位阻变小,内扩散加快,交换容量增大,从而提高了沸石对氨氮的吸附能力。

酸改性能够去除沸石孔穴和孔道中的杂质,利于吸附质分子扩散,提高了沸石吸附性能,而碱改性可以选择性地去除沸石中的硅,降低硅铝比,以改善与硅铝比相关的离子交换性能。研究了酸碱改性沸石去除城市污水处理厂二级出水中氨氮,结果表明碱改性沸石对去除氨氮有明显的提高,酸改性沸石效果不佳。对天然沸石进行酸碱改性时,所得改性沸石未能提高对氨氮的去除率,且有降低的趋势,这可能与所用沸石不同有关。

用有机物,特别是阳离子表面活性剂改性沸石,能够明显提高去除废水中重金属和磷酸盐的能力。研究了十六烷基三甲基溴化铵改性沸石废水中Cr(VI)的吸附去除效果,结果表明,水中cr(Ⅵ)的去除率能达到91%以上。林建伟_2副等考察了溴化十六烷基吡啶(CPB)改性沸石对磷酸盐的吸附一解析性能,发现CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且CPB改性沸石吸附磷酸盐后的再生性能良好。

采用改良水热法研制成了低成本的P型沸石,对其进行了稀土镧改性处理,发现改性后的合成沸石对氨氮、磷的去除率分别达到90%、95%。研究合成的TiO2/ZSM-5光催化剂降解苯和苯酚时,发现负载沸石的光催化剂和P25TiO2光催化剂具有相似的反应活性和降解过程,且TiO2/ZSM一5光催化剂在反应过程中能够产生H2O2有助于光催化降解的进行。

沸石的改性方法除上述几种单一改性方法外,目前还出现了一些联合改性方法,如NaCl–Mno2改性MgSO4/AlCl3–焙烧改性微波–NaC1改性等,这些改性方法都在不同程度上提高了沸石对水体中污染物的吸附能力