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沸石在空氣凈化中的應(yīng)用
沸石在空氣凈化中的應(yīng)用 沸石作為具有微孔孔道和空隙結(jié)構(gòu),并具有離子交換性和吸附選擇性的多孔礦物材料,可成為納米尺度單元物質(zhì)在一維、二維和三維空間排列并生成組裝材料的媒介。復(fù)合納米單元物質(zhì)性質(zhì)和沸石孔道特性的沸石納米孔-金屬離子及簇團(tuán)組裝材料為其在凈化室內(nèi)空氣方面實(shí)現(xiàn)應(yīng)用打下了良好基礎(chǔ)。 現(xiàn)代生活條件下,人們停留在室內(nèi)的時(shí)間越來越長,因此室內(nèi)與人相關(guān)的局部環(huán)境的空氣質(zhì)量對(duì)人生活與健康的影響比室外大氣的影響更為重要。然而,局部環(huán)境中的人類直接與間接活動(dòng)、室內(nèi)裝飾和使用物品等因素導(dǎo)致的污染源引入以及通風(fēng)不暢等因素使局部環(huán)境的空氣常常處于污染狀態(tài),由此形成了對(duì)人們身體健康及正常工作與生活的嚴(yán)重危害。目前和消除局部環(huán)境的空氣污染一直受到廣泛關(guān)注。局部環(huán)境空氣中的主要污染物包括因人類代謝活動(dòng)和食物等因素形成的異味氣體(、胺、硫醇等)和有害細(xì)菌(大腸和金黃色等)以及因室內(nèi)裝飾材料和家具材料中添加劑釋放形成的甲醛、苯、苯系物和氨氣等有害氣體,很顯然,對(duì)局部環(huán)境空氣污染的治理應(yīng)能同時(shí)去除有害氣體和有害細(xì)菌。 以沸石為載體,通過孔道吸附作用活化、組分在納米孔道中組裝并穩(wěn)定固化等技術(shù)制備的具有無機(jī)和快速吸附除味功能的無機(jī)型除味劑可成為居室、衛(wèi)生間、汽車駕駛室和電冰箱等局部環(huán)境空氣的凈化產(chǎn)品。
沸石在土壤改良領(lǐng)域的應(yīng)用
沸石在土壤改良領(lǐng)域的應(yīng)用 沸石是沸石族礦物的總稱,工業(yè)上常將其作為分子篩。在1956年,瑞典礦物學(xué)家克朗斯提在玄武巖中發(fā)現(xiàn),因其在加熱至熔融時(shí),伴有沸騰的現(xiàn)象而得名。沸石來源廣泛且無毒無害,通常具有優(yōu)良的離子交換能力和吸附能力,作為環(huán)境友好型的土壤改良劑逐步引起了人們的廣泛重視,充分利用中國各地豐富的天然沸石資源進(jìn)行土壤改良,這對(duì)于土壤質(zhì)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有十分重要的意義。 沸石的晶體結(jié)構(gòu)是由硅(鋁)氧四面體連成的三維格架,格架中有各種大小不同的空穴和通道,其中分布著堿或堿金屬離子及水分子,這些陽離子和水分子與陰離子骨架間的結(jié)合力較弱,可以輕易地被置換掉,因而具有很大的可交換性。不同的離子交換對(duì)沸石結(jié)構(gòu)影響很小,但會(huì)使沸石的性質(zhì)發(fā)生變化。 正是由于沸石具有獨(dú)特的吸附性、催化性、離子交換性,離子的選擇性、耐酸性、熱穩(wěn)定性、多成分性及很高的生物活性和抗毒性等性質(zhì),其被廣泛應(yīng)用于畜禽飼料、水產(chǎn)養(yǎng)殖、化工和土壤添加劑等領(lǐng)域。朱建華等在研究沸石在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用前景時(shí)指出,沸石分子篩因具有擇型性、可調(diào)性和安全性等特性被公認(rèn)為是一種具有極大潛在應(yīng)用前景的“環(huán)境新材料”。農(nóng)業(yè)上沸石可作為吸附土壤中鹽基離子和重金屬離子的良好載體,大小不同的孔隙使沸石具有很高的選擇性陽離子交換量,并含有Ca、Mg、Na、K、Fe、Cu、Cr等20余種植物生長所需的常量和微量元素,所以沸石也常常被用作土壤或無土栽培基質(zhì)的添加劑,提供作物和花卉生長所需的養(yǎng)分。此外,沸石和改性沸石也被作為吸附劑和中和劑用于土壤治理和土壤改良,達(dá)到吸附重金屬、消除的作用,其應(yīng)用前景廣闊。
沸石對(duì)生活污水氨氮處理的優(yōu)勢
沸石對(duì)生活污水氨氮處理的優(yōu)勢 選擇沸石去除氨氮主要是利用沸石對(duì)陽離子的選擇換吸附能力以及可以再生的特性。沸石的選擇換吸附能力既要依靠表面的色散力,也要依靠內(nèi)部較大的靜電力。由于沸石晶格孔穴中分布有陽離子,部分結(jié)構(gòu)也具有負(fù)電荷,從而形成強(qiáng)大的電場,吸附能力很強(qiáng),因此對(duì)氨氮具有較大的吸附效應(yīng)。此外,沸石還具有強(qiáng)大的離子交換性能。沸石孔穴的直徑為0.6-1.5nm,而銨離子直徑約為0.286nm,這就使得離子態(tài)的氨氮能夠通過沸石中的孔穴和通道到達(dá)沸石表面,與沸石晶格中的Ca2 、Na 等陽離子發(fā)生交換,將其置換下來,使水中的氨氮量減少。為了更好地去除廢水中的氨氮,可以對(duì)沸石進(jìn)行改性來提高沸石對(duì)氨氮的吸附能力。 另外,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,沸石的粒徑大小對(duì)氨氮的吸附效果有顯著的影響。天然沸石的粒徑越小,濾液中氨氮的濃度越低,沸石對(duì)污水中氨氮的去除能力越高,其中粒徑1-2mm的天然沸石對(duì)氨氮的吸附率變化范圍相比粒徑3-5mm的天然沸石可提高近20%。這是因?yàn)槠渌蛩叵嗤膶?shí)驗(yàn)條件下,沸石的粒徑越小,其單位面積的沸石與污水水樣的接觸面積就越分散,比表面積相對(duì)越大,水中的分子態(tài)和離子態(tài)氨氮更容易與沸石接觸,吸附交換的速率就越大。而粒徑較大的沸石易達(dá)到動(dòng)態(tài)吸附平衡,對(duì)氨氮的吸附效果相對(duì)較差,吸附容量較低,氨氮去除率就越低。 總之,沸石是一種效果穩(wěn)定、綠色環(huán)保的水處理吸附劑,經(jīng)改性后的沸石性能好、處理,適合用于綜合治理污水等工程,具有較強(qiáng)的廢水污染物處理能力,如對(duì)生活污水中的磷化物,工業(yè)廢水中的重金屬離子、有機(jī)物等污染物有明顯的去除效果,因此符合我國環(huán)保發(fā)展理念,值得開發(fā)與推廣應(yīng)用。
沸石在生產(chǎn)上有十分廣闊的市場前景
沸石的種類豐富,因其無毒無害的理化性質(zhì)及資源廉價(jià)易得等方面所具有的獨(dú)特的優(yōu)越性,必將廣泛應(yīng)用于土壤改良、土壤有機(jī)肥和土壤基質(zhì)等方面的生產(chǎn)。隨著對(duì)沸石在土壤改良和污染治理方面的功效的認(rèn)識(shí)不斷地深入,沸石在這些方面的應(yīng)用將得到更加深入的研究,同時(shí),利用現(xiàn)代技術(shù),綜合不同非金屬的特性,研究沸石與其他非金屬結(jié)合在土壤和環(huán)境中的應(yīng)用,值得重視和研究。沸石在生產(chǎn)上有十分廣闊的市場前景,國內(nèi)外部分沸石企業(yè)已對(duì)高純沸石和改性沸石的研究與開發(fā),也應(yīng)引起足夠的重視,進(jìn)行機(jī)理的研究和新產(chǎn)品的開發(fā)入手,可使沸石在更高技術(shù)領(lǐng)域中得以應(yīng)用。