人造沸石

沸石是一种矿石，最早发现于1756年，瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入。人造沸石，也叫合成沸石，是人工合成的无机离子交换剂，可用于水的软化、海水脱盐和纯水制造等。

图1 人造沸石的性状图

人造沸石：通过化学合成手段制造，其成分与结构可根据实际需求进行精密调控，赋予其在不同应用场景下的极高灵活性。人造沸石的孔隙结构与化学成分可根据特定要求进行定制化调整。天然沸石：作为地壳中自然形成的矿物质，其成分与结构受地质条件制约，故控制程度有限，且在不同地理位置及时间点可能出现性质差异。

人造沸石：通常具备更高的吸附能力，广泛应用于水处理、气体吸附及催化反应等场合。得益于其可调的孔隙结构，人造沸石能够更好地应对各类环境条件与污染物。虽然天然沸石在吸附污染物方面具有一定效果，但总体性能不及人造沸石。其吸附能力受限于其自然状态，缺乏人造沸石所具有的可调性。

利用人造沸石催化臭氧降解对氯苯酚(4-CP)废水，考察不同条件下去除对氯苯酚的效果。结果表明：反应20min内人造沸石催化臭氧去除4-CP的效果明显高于单纯臭氧氧化，增加臭氧浓度和沸石投量均有利于4-CP的降解，但臭氧利用率降低。溶液pH值增加，4-CP降解率提高，在溶液呈酸性和中性时pH的提高对4-CP降解率影响不大，升高温度4-CP降解率增大，4-CP初始浓度越小，降解率越大。

以壳聚糖和人造沸石为原料，采用滴加成球法制备了一种新型重金属吸附剂——壳聚糖交联沸石小球,通过吸附实验考察了pH值，时间及重金属离子浓度对吸附Cu2+,Ni2+,Cd2+的影响。结果表明人造沸石制得的壳聚糖交联沸石小球的平均粒径为3.2 mm，密度为1.08 g·cm-3，含水率为80%。在pH=5，温度25℃条件下壳聚糖交联沸石小球对浓度100 mg·L-1的Cu2+，Ni2+和Cd2+溶液的饱和吸附量分别达到7.7,8.9和9.1 mg·g-1，吸附符合准二级动力学模型，吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，也基本符合Freundlich等温吸附模型。