从性能看,Zeolite可以借助阳离子对晶体电场、酸碱性以及孔道的结构实现想要的调整,从而达到对其性质的改变,以及改善沸石吸附离子和交换离子的能力,一般来说,沸石原料的改性技术包括水溶液交换法和固态离子交换法。水溶液交换法是最常用的离子交换方法。
其中A+为沸石阳离子,Z-为沸石的骨架,B+则为盐溶液金属阳离子。为了实现交换程度的提升,可以进行间歇式的多次交换,交换后需进行过滤及洗涤,之后进行二次交换,盐溶液中的金属阳离子经过多次交换后达到所需的要求。离子交换过程中,为了保证阳离子将沸石中的阳离子交换出来,需要保证阳离子和沸石中的阳离子类型相同,同时需要严格控制交换温度、物质的浓度、物质的用量和溶液的pH值等。水溶液交换方法也存在一定的缺陷,在将金属离子引入到沸石中的同时,交换时间较长,交换工作完成后需要重点处理交换后的盐溶液,另外溶液中还有一些不稳定的离子不能交换到沸石中。
固态离子交换方法为沸石的改性工业创造了新的路径,将沸石和金属氯化物或金属氧化物充分混合,之后经过高温焙烧,通过水蒸气处理,满足改性需求。盐中的阴离子会影响固态反应,金属氯化物在反应过程中也会生产易挥发的物质HCI,可以进一步促进交换反应的进行,固态离子交换法可以克服溶液离子交换法中的问题,应用前景十分广阔。
上述改性方法充分应用离子交换性能,主要是应用改性剂中的阳离子交换沸石中的阳离子,保证其转换为阳离子型的沸石。