沸石改性综述

天然沸石改性技术及其在废水处理中的应用在浩繁的水处理技术中，吸附法因具有操作简便，能耗低，去除效果好，选择性高等优势已成为一种理想的废水处理技术。

开发低成本、高效的吸附剂是吸附法的核心。

与其他人工合成的高效吸附剂相比，低成本的天然吸附剂具有更高的经济效益与环保价值。

天然沸石中的丰富孔隙和通道以及表面的负电性使其对阳离子具有很好的吸附本领，而对阴离子几乎没有吸附本领。

这极大地限制了天然沸石在去除水中阴离子污染物的应用。

为此，已开展了很多对天然沸石进行改性的讨论，以期提高对阴离子的亲和力。

表面改性是用于提高天然沸石对阴离子污染物亲和力的有效方式。

天然沸石的表面改性机理不同的改性方法会对沸石的物理化学特性产生不同的影响，例如更改沸石内部孔结构和尺寸，还有亲疏水性和表面官能团等。

物理改性的重要目的是去除沸石表面的一些杂质，加添比表面积。

化学改性的目的为：（1）去除杂质和疏通孔通道，以促进目标物的进入和转移过程，（2）引入新的官能团以更改沸石的表面性质，例如疏水性，从而供给用于去除目标污染物的新结合位点。

复合改性可以通过组合多种改性方式达到协同改性的目的。

为了能够更好的兼顾制备成本与去除效果间的平衡，采纳复合改性的方式提高天然沸石对水中阴离子污染物的吸附本领是一种较好的选择。

中国矿大（北京）张春晖团队对天然沸石及其改性形式的吸附性能和机理进行了全面分析和总结。

结果表明，改性沸石对阴离子污染物具有良好的吸附本领，重要是由于表面改性丰富了沸石的吸附位点和官能团以及疏通了多孔结构。

因此，可以通过调整孔径或在沸石的内外部结构中引入合适的官能团来进一步提高吸附本领。

但沸石在实际废水处理中依旧存在诸多挑战。

例如，天然沸石的孔径通常属于微孔范畴，微孔孔径小于阴离子的半径，这会拦阻它们在沸石内部的迁移和扩散，不利于吸附过程。

且实际废水中的成分多而杂多变，沸石易受共存离子和pH值的影响，造成吸附效果欠佳，甚至结构破坏等问题。

改性沸石的改性方法及应用改性沸石包括范围很广，从经简单的离子交换处理直到结构完全崩塌而得到的产品都属改性沸石范围。

天然沸石经过改性，可以明显提高其孔隙率及表面活性，提高吸附性能、离子交换性能及交换容量等，从而提高其使用价值。

1、利用离子交换原理改性沸石的离子交换性能在无氧和有氧的情况下进行，适用范围较广，所以这种改性方法应用广泛。

用酸和碱分别改性沸石，从电镜分析中看出，经过改性的沸石表面明显伸展开，表面积增大，酸浸沸石呈木絮状，从而使其吸附能力大大增强。

这说明经离子交换后，可提高其离子交换能力。

研究了去除有盐存在下的废水中的氨氮，用1%NaCl的溶液改性，然后在30℃干燥24h，发现这种改性沸石对氨氮有较高的去除率并能快速达到平衡，溶液中若存在Ca2+，Mg2+则有助于氨氮的去除，若存在K＋则阻止了氨氮的去除。

使用天然沸石处理核废水中的碘化物效果并不明显，但用NH4+，Na+，Pb2+，Ag+，Cd2+，Hg+，Hg2+，Tl+等溶液对沸石进行改性，结果表明其中Ag+，Pb2+，Tl+改性的沸石对I-的吸附较好。

工业废水中的重金属离子对环境污染极大，沸石本身格架结构特征和配位键的不平衡决定了沸石能作为阳离子交换剂使用。

将改性沸石用于处理采油废水中的COD的研究，经不同的活化方法得到的改性沸石对COD 的吸附能力为：盐酸活化的氢型沸石>氢氧化钠活化的钠化沸石>加热活化的沸石>未活化的沸石，对此可解释为由半径较小的H+的置换了半径较大的阳离子，拓宽了孔洞，表面积明显增加，裸露的酸中心明显增多，极大提高了吸附能力，结果是去除率达75％左右，成本仅为药剂价格的1/10。

将一定量的天然沸石加入浓度为50%的MgCl2和AlCl3混合液中，制得除磷材料，该材料对磷酸氢二钾的处理效果最佳其次是磷酸二氢钾，焦磷酸盐。

其除磷效果要优于于常用的除磷剂硫酸铝和聚铝，因此值得推广和应用。

由此可见，为了平衡负电荷而进入沸石晶体中的金属离子（一般为Na+，K+），可被其他离子置换，这样对沸石的结构影响很小，但对沸石的离子交换和吸附性能影响很大，而且其交换的离子相对来说是比较无害的Na+，Ca2+，K+，因此，沸石是处理工业废水中的一种理想原料。

第52卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.52，No. 3 2023年3月 Liaoning Chemical Industry March，2023基金项目： 广东省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：202010580013）；肇庆学院科研基金青年项目（项目编号： 201904）；广东省重点学科科研项目。

收稿日期： 2021-04-264A 沸石表面改性的研究何倩仪，沈冠华，赵闫华，严慧盈，许锦玲，刘璐，覃少棋，郝向英*（肇庆学院 环境与化学工程学院，广东 肇庆 526061）摘 要： 表面改性是改善亲水性无机化合物与疏水高聚物的相容性最简单、有效的方法之一。

以硬脂酸钠为表面改性剂，分别采用干法改性、湿法改性和水热法改性3种方法对4A 沸石进行改性，对改性前后的4A 沸石进行XRD、FTIR、活化度表征，并测试其吸水性能，比较这3种改性方法对4A 沸石的表面改性效果。

结果表明：这3种改性方法均不改变4A 沸石的结构，干法改性、湿法改性和水热法改性对沸石表面疏水化效果逐渐提高，水热法改性的4A 沸石，其活化度高达72.9%，吸水率明显降低，有效防止团聚、结块。

关 键 词：4A 沸石；表面改性；活化度中图分类号：TQ050.4+21 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2023）03-0346-04聚氯乙烯（PVC）是五大通用塑料之一，通过各种合适的工艺，可制成人造革鞋、玩具、电缆料、包装膜、板材、管材、管件、异型材等各式各样的制品，广泛应用于工业建筑、农业、日用品、包装、电力、公用事业等领域[1-3]。

然而，PVC 分子链存在叔氯原子、烯丙基氯等不稳定结构，热稳定性差，在制品加工过程中，容易发生分解，脱出氯化氢，脱出的氯化氢会进一步催化PVC 分解，导致制品各项性能及使用寿命下降，因此，在PVC 制品加工过程中必需加入热稳定剂，以防止其在加工过程中受热分解，提高其使用寿命[3-4]。

天然沸石改性方法及改性条件的研究
霍俊梅
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2024(53)5
【摘要】通过对预处理后的天然斜发沸石进行HCl、NaCl、NH_(4)Cl、
H_(2)SO_(4)、HDTMA、CH_(3)COOH、NaOH 7种不同方法改性,寻求最佳的改性方法,制得不同类型的改性沸石。

实验结果表明,HDTMA改性后的沸石对重金属Cd^(2+)的去除率最高,因此选用HDTMA作为改性剂制备改性沸石,同时研究了HDTMA改性剂溶液的浓度、浸泡时间、体积质量比、焙烧温度等影响改性沸石品质的潜在因素。

得出最佳的改性沸石吸附剂的制备条件是:HDTMA溶液的质量浓度5 g/L,浸泡时间12 h,体积质量比10(mL∶g),最佳焙烧温度500℃。

【总页数】2页(P41-42)
【作者】霍俊梅
【作者单位】唐山钢铁集团有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424.2;X703.1
【相关文献】
1.天然沸石改性方法的研究进展
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3.粘土改性条件的研究Ⅱ.沸石的改性
4.配方施肥对苜蓿生产性能的影响探析
5.不同改性方法对天然斜发沸石组成结构及气体吸附性的影响研究
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β沸石分子筛的合成,改性及表征
由于沸石分子筛具有优异的选择性和大容量，它在分离分子、表
征分子和合成催化剂中有着广泛的应用。

经过不断的发展，流体固相
转移（Fluidized Bed Transfer，FBT）技术已成为一种高效的分子筛
改性方法。

本文以FBT技术为基础，研究了氮掺杂分子筛CZTS改性方法。

首先，将预处理的氮掺杂分子筛CZTS放入FBT装置中，然后加
入改性剂，在恒温恒压条件下回流6小时，并注入反应剂，在恒温恒
压条件下反应12小时。

之后，处理过改性剂的氮掺杂分子筛CZTS(M-CZTS)及反应后的纯净氮掺杂分子筛CZTS（P-CZTS）产物均被精制，收集并分析了P-CZTS的表征数据。

X射线衍射（XRD）分析表明，M-CZTS具有较好的尺寸分布，其
结晶度比原始CZTS约提高了10％左右。

扫描电子显微镜（SEM）表明，改性后的M-CZTS表面比原始CZTS更加平坦，并且沸石孔径约为5~7nm。

核磁共振（NMR）及红外光谱（FT-IR）分析表明，P-CZTS中前驱体残
留量极少，说明改性后的P-CZTS可以作为高品质的沸石催化剂。

总之，本研究通过FBT技术改性了氮掺杂分子筛CZTS，并证明其改性后的氮掺杂分子筛CZTS是一种高品质的催化剂，可用于合成催化
剂及分子表征等方面的应用。

毕业论文文献综述化学工程与工艺天然沸石的改性方法一、前言部分我国地域辽阔，沸石种类颇多，目前已经发现的沸石有斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、片沸石、方沸石、钙十字沸石、钙钾十字沸石、辉沸石、浊沸石、钠沸石等13个矿种。

我国的沸石以斜发沸石为主，丝光沸石次之，它们多属火山物质蚀变沉积成岩的产物。

一般矿体规模大，品位稳定，矿石质量较好，且多数分布在我国的中、东部地区。

虽然我国拥有丰富的天然沸石资源，但是沸石矿的开发和利用还处于发展中的初级阶段。

矿石主要用于水泥拌料、沸石碳铵复合肥料及饲料添加剂等6种产品，高产值的产品(应用于环保、轻化工等领域的产品)所占的比例太少，其采掘量与蕴藏量相比极不相称。

所以，对于我国天然沸石的研究和开发势在必行。

一般的天然沸石，如斜发沸石、丝光沸石等都具有较高的硅铝比和较高的水含量，表现出较弱的阴离子场强；另外，天然矿石中又含有大量的不具有离子交换性能的杂质，例如石英，所以天然沸石的CEC很低。

我们认为，过低的阳离子交换容量限制了它在某些方面的开发和应用，尤其是在高产值的环保领域。

二、主题部分沸石是最广为人知的微孔材料家族。

沸石具有三维空旷骨架结构，其骨架是由硅氧四面体SiO4和铝氧四面体AlO4所组成，统称为TO4四面体（基本结构单元）。

所有TO4四面体通过共享氧原子连接成多员环或笼，被称为次级结构单元（SBU）。

图1展示了常见的次级结构单元。

这些次级结构单元组成沸石的三维结构。

骨架中由环组成的孔道是沸石最主要的结构特征，而笼可以被看成是更大的建筑块。

通过这些SBU不同的连接可以产生许多甚至无限的结构类型。

例如，从β笼（方钠石笼）出发，可以产生方钠石（SOD）（一个β笼直接连接到另外一个β笼），A型沸石（LTA）（二个β笼通过双4员环相连），八面沸石（FAU）（二个β笼通过双6员环相连）和六方结构的八面沸石（EMT）（另一种二个β笼通过双6员环的连接方式）。

在A型沸石中，β笼围成一个直径为11.4 Å 的大笼，其最大窗口只有8员环（直径约4.1 Å），而在八面沸石（FAU）中，β笼围成一个直径为11.8 Å的大笼（称为超笼），其最大窗口为12员环（直径约7.4 Å）。

沸石分子筛的改性研究
近年来，沸石分子筛的改性研究受到了广泛的关注。

沸石分子筛是一种具有许多孔隙和大
量表面官能团的多孔材料，在存储、分离、催化、抗污和环境净化等方面具有许多优点。

为了提高其功能性、催化性、耐腐蚀性和使用寿命，通过改性研究实现材料性能的改善和
改变。

改性研究具有多种形式，可以通过改变分子筛结构和形貌来改性，也可以采用化学方法改性。

根据改性目的和应用领域，将沸石分子筛改性主要分为结构改性和表面改性。

结构改
性主要是为了增加多孔性和表面积，改变能量状态，提高多孔孔隙的极性特性。

表面改性，则是将化学修饰剂放置在沸石分子筛表面，形成有机聚合物膜，使筛体更有韧性、耐磨、
耐腐蚀性，以此改善它的催化特性。

另外，还可以采用物理方法，利用质量系统和脉冲态技术，将沸石分子筛表面改性，以提
高分子筛的功能性、导电性、光敏性等特性。

综上所述，沸石分子筛的改性研究为提高它的功能性、催化性、耐腐蚀性和使用寿命起到
了重要作用，并取得了良好的效果，它为沸石分子筛的应用提供了许多有益的发展方向和
技术支持。