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沸石环保矿物材料

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沸石是具有孔道结构和含水架状硅铝多孔矿物,因有独特的晶体结构和化学性质,使之具有分子筛分、离子交换、吸附和催化等功能,因而在污水处理、土壤修复、大气污染治理、汽车尾气处理等众多环境领域有着广泛的应用。


1楼2019-10-24 11:27回复
    1、沸石的物理化学特性
    (1)沸石的吸附性能
    沸石材料和一般的吸附材料(活性炭、生物炭和硅胶等)不同,具有选择吸附性和对极性分子有良好的吸附性能等特点:
    选择性指的是,沸石材料空穴和通道中的水分子在350℃以上进行加热时,会发生脱水,当沸石材料和污染物接触时,尺寸足够小的粒子能够被固定在空穴中,而分子尺寸比孔径较大的分子则无法进入,从而起到了筛分的作用。
    由于沸石的基本结构决定了沸石材料本身具有负电性,因此对极性分子有良好的吸附性能,此类的极性分子有:CH2Cl2,CHCl3,CH3CH2OH,SCl2,NH3,NH4Cl,沸石经过改性能增强其对此类极性分子的吸附能力。
    (2)沸石的离子交换性能
    沸石的离子交换作用需要在水溶液中进行,而以下的式子可以用于代表其离子交换过程:Na(Z)+M(S)=M(Z)+Na(S)式中,字母S为反应溶液,字母Z为不同类型的沸石,字母M(S)分为沸石中的钠离子Na(Z)的替代离子。
    不同的沸石材料其离子交换性能不同,主要与沸石材料中的空穴体积、正电荷以及硅铝比例有关。由于沸石材料本身具有不平衡的电荷,因此在发生离子交换作用之后,会引入新的阳离子,而硅铝含量较高的沸石材料,则会引入较少的负电荷。
    在众多的沸石材料中,斜发、丝光天然沸石等沸石材料具有很高的阳离子交换容量(如:斜发沸石和丝光沸石的理论交换容量分别为:0.213mol/100g和0.223mol/100g)。
    (3)沸石的催化性能
    沸石材料不仅比表面积大(300~400m2/g),而且具有较高的电荷密度同时具有酸性缺陷位点,因此沸石材料本身就具有较为优异的催化性能。在这个基础之上,沸石还可以作为制备改性沸石材料催化剂的载体,如负载不同的金属氧化物(铁、铝、锌、锑等)来增强催化性能,这类金属能够协同表现出较好的吸附性能。


    2楼2019-10-24 11:28
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      2026-01-10 01:03:30
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      2、沸石环保矿物材料的产品种类及市场前景
      目前,沸石作为环保矿物材料,市场上主要有以下几类产品:
      (1)沸石分子筛
      沸石分子筛是一族含碱或碱土金属、具有连通孔道并呈架状结构的硅酸盐或硅铝酸盐矿物,是天然分子筛(即沸石矿)与人工合成分子筛的总称。
      沸石分子筛由于具有离子交换性、选择吸附性、催化和耐酸耐热性,且比表面积大,能有效去除大气和水体污染中的有机/无机污染物,并在土壤改良、水土保持、垃圾渗滤液处理及核**处理中也得到广泛研究与应用,具有价廉易得、易再生、无二次环境污染的特点,可产生良好的经济和环境效益。
      (2)沸石水处理材料
      沸石是一种天然矿物,具有成本低、效果好的特点,将其应用于水污染处理可以降低处理的成本,并且沸石在去除氨氮、有机污染物质、金属元素、放射性物质、杀菌等方面都有明显的效果,是一种具有良好发展前途的水处理材料。
      (3)沸石土壤改良材料
      沸石作为一种环境友好型改良剂,在大量的科学研究和生产实践中显示了较好的土壤改良效果,主要表现在以下几个方面:
      沸石可减小土壤容重,增大土壤总孔隙度,使土壤疏松,改善土壤通透性,提高排水渗透能力。
      土壤中施加沸石可以增加土壤对铵离子、钾离子等阳离子的吸附能力,提高养分有效性,调节土壤的pH。
      沸石具有较大的比表面积和阳离子交换量,施加适当量的沸石可促进土壤中重金属由交换态和碳酸盐结合态向铁锰结合态、有机态和残渣态转化,即由生物有效态向非生物有效态的转化,降低重金属在土壤环境中的生物有效性,有效地钝化土壤中的重金属,降低重金属的可迁移性,增加重金属污染土壤中重金属离子的地球化学稳定性,从而减轻重金属对动植物的毒害性,抑制植物对重金属的吸收,维护土壤生态平衡,经济有效地治理重金属污染土壤。
      施加沸石可明显增加植物的生物量,提高植物的抗病性,且具有较长的后效,对植物的生长具有明显的促进作用。
      在沸石改良土壤性质的同时,它也改善了土壤微生物群落的生存空间,提高了土壤微生物生物量和土壤微生物多样性。
      矿物材料用于土壤的改良、治理,不仅是现代农业领域的发展需要,同时也是拓宽矿产资源综合利用领域的一个重要途径。我国的矿产资源种类繁多,特别是非金属矿,但整个非金属行业的产品档次不高,在传统的应用领域竞争日趋激烈的情况下,开发、拓展非金属矿产品新的应用领域势在必行,非金属矿物在土壤改良乃至整个农业领域的应用无疑为众多非金属矿生产企业、研究机构提供一个重大发展契机,同时还可以促进非金属矿领域与农业领域的交叉发展,无论从近期效益,还是长远发展的角度来看,都是一个“双赢”的局面。因此可以说,发展矿物材料在土壤改良以及在农业领域中的应用前景非常广阔,并具有重大的现实意义。


      3楼2019-10-24 11:29
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        5楼2019-10-24 11:30
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