随着我国工业的迅速发展，严重的环境污染问题伴之而来。有关资料表明许多河流、湖泊及城市的地表水和地下水质日趋恶化，人们的饮用水源受到严重污染威胁。目前，国内的污水处理仍然是成本高、效率低，致使许多企业未能对污水有效处理而排放。寻找廉价的处理污水的新材料，采用先进的处理方法，降低处理成本，提高处理效率，成为污水处理中的一个重要问题。
膨润土和沸石属分布较广的黏土类矿物，它们以硅酸盐为主，呈硅、铝晶体结构，本身带永久性负电荷，内部空隙比较丰富，具有很大的表面积和较大的吸附能力。我国沸石和膨润土储量很大，用沸石和膨润土开发研制污水处理的新材料，是解决污水处理的一条可行的徐径。本文就目前研究及应用现状作一综述，并提出了现在研究中存在的问题及今后研究的方向，以提供人们在该方面研究的综合思路。
1、沸石和膨润土的结构特征及其吸附性能
沸石和膨润土之所以能用于废水的处理，根本原因是它们有着特殊的化学组成和结构。但无论什么样的沸石和膨润土，其结构单元层都是由Si2O四面体或Al2O八面体组成。由于晶格中的Si+4被Al+3取代而产生永久性的结构负电荷，这种负电荷为可交换性阳离子所平衡，不受介质pH值影响。由静电作用能吸附正电离子或其他带正电荷的微粒，以降低表面能。除此因素以外，尚有表面络合等专性吸附；Si2O2Si及Al2O2Al断键形成的吸附中心与有机物形成共价键，其分子可以取代层间水分子发生层间吸附，而且有机物分子的极性越强越容易被吸附。对于膨润土改性后的有机膨润土，对其吸附水中不同极性有机物的特征、机理及规律的研究发现，有机膨润土对水中不同极性有机物吸附包括表面吸附和分配作用。吸附作用大小与改性时所用的表面活性剂种类，特别是链长等因素有关。
沸石和膨润土质轻，空隙比较发达(如沸石空隙体积达50%)，比表面积很大，有相当强的吸附能力。若进行适当的改性处理，可以有效地改善其表面物化性质，提高吸附量。
另外，废水中的无机物小分子、离子、色素等被吸附，会释放出Al3+，Fe3+，水解成Aln(OH)3n244+，Fen(OH)3n244+等多核羟基带高正电荷的配位体，这些配位体与沸石和膨润土表面具有的静电力、色散力，共同对废水中带正电荷的颗粒产生配位吸附、絮凝沉降，也可以达到净化废水的目的。
2、沸石和膨润土的改性处理对其晶体结构的影响及在废水处理中的效果
许多研究文献表明，天然沸石和膨润土在废水处理中的效果不如经过改性的效果好。下面分别就各种改性机理及效果加以阐述。
2.1高温焙烧改性
对膨润土改性进行了较深入的研究，在高温焙烧改性试验中，焙烧改性后膨润土的比表面积数据见表1。
450℃焙烧2h的膨润土的比表面积最大，可能是由于焙烧使其结构中的吸附水和结晶水析出，比表面积增大。超过450℃焙烧，比表面积急剧下降，是由于晶体表面熔化，使孔道封闭所至。研究沸石对Pb2+的吸附性能时，也用了焙烧方法处理沸石。
选择400℃～500℃作为沸石焙烧温度最佳。研究也表明在400℃下焙烧120min的沸石对Pb2+吸附效果最好。
2.2酸改性
对膨润土进行了酸改性研究，研究表明采用盐酸改性不如用硫酸改性效果好。
由表3可见，经酸改性膨润土的比表面积随酸浓度的提高而增大，可解释为天然膨润土经酸处理可除去膨润土通道中的杂质，孔道得到疏通，有利于吸附质分子的扩散。再者，H+半径小，取代了膨润土孔道中的Na+，K+，Ca2+，Mg2+等离子，使孔容积增大，并削弱了原来的层间力，层状晶格裂开，孔道被疏通。经0.50molLH2SO4在60℃下处理3h后的膨润土，对废水COD的去除率为40%～45%，脱色率可达94%。E.Gonalez2Pradas等研究了膨润土用硫酸(0.125molL～1.0molL)活化和热处理(110℃～400℃)后，其表面微孔体积增大，经1.0molL硫酸处理的膨润土，有最大的比表面积。这与王连军等研究的结果相符。用盐酸活化处理沸石，处理含铅废水，在pH=4-12、Pb2+浓度0mgL～100mgL范围内，按铅、活化沸石重量
比为1∶200投加，铅的去除率在98%以上。以膨润土与粉煤灰的比为3∶2，投入20%的硫酸溶液中恒温搅拌3h，制得的BEFL吸附剂，有较好的除臭性能。
2.3盐改性
用浓度为2molL的钠盐和镁盐进行改性膨润土，其吸附性能比原土均有提高，COD去除率由原土的26%，分别提高到53%和59%，脱色效果也较好。其机理可解释为；改性后Na+，Mg2+离子充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用，削弱了结构单元层间的作用力，使之分离成更薄的单元晶片，从而使内表面积增大，吸附能力也随之增大。用离子交换、静电吸附的方法将沸石用铝盐、铁盐进行改性，使其成为具有吸附、絮凝双重作用的净水材料。用钠、铝化合物按一定比例与膨润土混合，在pH=6时搅拌加热至沸制备的钠、铝改性膨润土，处理含铬废水，对铬的吸附率大于95%。在膨润土精矿中，加入镁、铝化合物，搅拌煮沸、烘干、焙烧1h得到BMA弱碱性阳离子吸附剂，用于吸附铬和磷，对铬和磷的去除率分别达到99.7%和97.5%，吸附性能优于活性碳。
以0.1%Na—膨润土处理印染废水，红色印染废水的COD去除率为85%，脱色率为88%；蓝色印染废水的COD去除率为94%，脱色率为98%。用膨润土加入Na2CO3、AlCl3、MgCl2等制得MMH—膨润土和铝交联蒙脱土，具有更优越的混凝吸附性能，对有机物及色素的吸附能力得到了提高。应用于碱性条件下处理造纸废水时，对呈负电性的木质素胶体有较强的电中和能力。研究表明pH=9.3时碱木质素开始沉淀，当pH小于4时碱木质素沉淀基本完成，COD的去除率由原土的16.7%提高到30.5%，达到净化废水的目的。
2.4有机改性
研究表明，膨润土进行有机改性后对有机物的吸附能力增强。用十八烷基三甲铵、十八烷基二甲基苄基铵改性的膨润土，并加絮凝剂(2%聚氯化铝)吸附汞，使汞的去除率由76.9%提高到92.0%。而且有机膨润土具有很强的疏水性，使吸附汞后的有机膨润土易与水分离。在膨润土精矿中，添加一定量的Al2(SO4)3和CTMAB(溴化十六烷基三甲基铵)，制得BCM吸附剂，用它来处理煤气洗涤废水(该废水呈深褐色，含有挥发酚、油类、CN-，H2S，Ca2+，SO42-，SS等，透光率为0，色度大于5000倍，COD为13850mgl)，取得了良好的效果。
用天然膨润土加入有机铵阳离子表面活性剂改性，如CTMAB和氯化十六烷基吡啶(CPC)，用量为膨润土的0.5%～5%，制得有机膨润土吸附污水中有机物(如芳香烃、酚类、油污和染料)，大大提高了吸附能力。还实验了CTMAB—膨润土处理印染废水的最佳条件，并与聚合Al2
(SO4)3联用处理实际印染废水，脱色率87.5%，COD去除率25%。这是因为膨润土对有机物的吸附主要是层间吸附，膨润土改性后，阳离子表面活性剂进入膨润土晶层间，增大了层间距，使其吸附能力提高。更主要的是，在膨润土表面，有机铵的非极性脂肪链端构成微“有机相”，以“萃取”有机物分子，从而大大提高了膨润土的吸附能力，另一方面又增大了膨润土的疏水性，提高了分离率。用十二烷基硫酸钠(SPS)与膨润土混合恒温振荡2h，在80℃～90℃烘干，105℃活化30min制得的有机膨润土，对苯酚的吸附率在95%以上，并且可以多次使用。
膨润土和沸石的改性还有许多方法也见报道，这里不再赘述。所见资料表明，改性膨润土和沸石对废水处理效果比原土都有很大的改善，并且大大地扩展了其应用范围。
