改性沸石吸附水中污染物的影响因素

改性沸石吸附剂对水中污染物的去除效果受其自身性质、环境条件、吸附工艺等诸多因素影响，其中吸附材料自身性质（比表面积、粒径、功能基团等）和环境条件（pH、温度、共存离子等）是其吸附效果的主要影响因素。

第一，Zeolite材料的性质。沸石材料的比表面积、孔隙结构、表面活性基团种类、Si/Al、粒径等都会对水体中污染物的吸附产生影响。吸附剂的比表面积和孔径分布决定目标污染物与吸附剂表面活性基团的接触程度，是其吸附性能的关键影响因素。

一般而言，吸附剂的比表面积越大，孔腔结构越发达，吸附质更易快速与其活性位点结合进而达到吸附平衡，吸附容量相应增大。部分改性虽然有可能引起孔径堵塞造成比表面积降低，但是由于活性位点的引入，对目标污染物的吸附能力反而增强。ARANCIBIA-MIRANDA等在沸石表面负载nZVI后，材料的比表面积由31.0m2/g降至29.2m2/g，但是对目标污染物的吸附能力却提高了约60mg/g。Si/Al可改变沸石孔隙内阳离子含量，影响吸附容量。SHEVADE等研究表明，低Si/Al比的NY6沸石展现出对As(Ⅴ)更好的吸附性能。沸石材料的粒径亦会影响吸附效果，吸附剂粒径越小，在水体中越分散，吸附能力越强。

第二，环境条件影响。除吸附材料本身的性质，吸附过程中溶液pH、温度、共存离子等环境条件也是吸附效果的关键影响因素。通过分析最适吸附条件，有利于获得更好的吸附容量。

（1）PH。根据吸附材料在不同溶液pH条件下吸附性能的差异，可提高改性沸石材料对水体阴离子污染物吸附的特异性。离子化有机污染物在不同pH条件下的存在形态不同，以双层HDTMA改性沸石吸附苯酚为例，苯酚在pH升高到一定程度时形成阴离子（HDTMA改性沸石对可离子化有机污染物的吸附发生在pH为9.9～10.3），相比中性条件吸附性能（7～8mg/g）提高，当处于有机阴离子状态，疏水性的苯环指向双层HDTMA内部与表面活性剂的烷基链相互作用，形成相对稳定的结构。

（2）温度。改性沸石材料对水中阴离子污染物的吸附容量下降，则表明吸附过程为放热。反之则为吸热过程。YOUSEF等通过吸附动力学探究吸附材料对水体中阴离子污染物的吸附行为并研究了温度变化对苯酚去除效果的影响，结果表明，由于反应过程放热，当温度由25℃逐渐增至55℃时，吸附量略有下降。

（3）共存离子。共存离子与吸附材料的亲和力也是影响改性沸石材料对目标污染物吸附的关键因素之一。CAULLET等通过固定床实验探究了HDTMA改性沸石（SMZ）对水中的NO3–的吸附，发现随初始NO3–浓度增加或流速加快，其吸附效率降低，与SMZ亲和力较高的共存离子（如SO42–、HCO3–）均降低其对NO3–的吸附性能。