沸石是一類具有開曠格架的鋁硅酸鹽礦物，在我國分布廣泛,其晶體內(nèi)部存在許多孔徑均勻的孔道和內(nèi)表面積很大的空穴,具有獨特的吸附、篩分、陽離子交換和催化性能,常被廣泛用作吸附劑。天然沸石對水中帶有極性的物質(zhì)有較好的吸收效果，但對于多數(shù)在水中呈中性的有機污染物吸附效果不理想，所以在將沸石應(yīng)用于污水處理時，通常對沸石進行改性以提高其對污水中有機污染物的吸附能力。常用的沸石改性方法主要有活化?（包括酸活化和熱活化）\表面改性（如鈉改性）以及結(jié)構(gòu)改性（包括骨架元素改性及非骨架元素的改性），但不同改性條件或改性方法的綜合使用對改性效果具有何種影響研究不多。本實驗對比了幾種常見的改性方法，如酸活化、熱活化、有機改性，以及不同改性方法實施順序不同對改性沸石吸附水體中對硝基苯酚能力的影響。

通過 8 種不同的方法對沸石進行改性，以天然沸石作對照，實驗共包括 9 個處理：（1）天然沸石。對外售出的天然沸石不經(jīng)任何處理。（2） 500 ℃灼燒改性。馬弗爐升溫至 500 ℃，將沸石放入瓷坩堝中送入馬弗爐灼燒2 h后取出，放入干燥器中冷卻。（3）HCl 改性。將10.0 g沸石加入100 mL 濃度為1 mol·L-1鹽酸溶液中攪拌 8 h，清洗 4~5 次后， 90 ℃烘干， 105 ℃活化2 h。（4）HCl改性+500 ℃灼燒。將10.0 g 沸石加100 mL濃度為1 mol·L-1 鹽酸溶液中攪拌8 h，清洗 4~5 次后，90 ℃烘干，105 ℃活化 2 h。馬弗爐升溫至 500 ℃，再把經(jīng) HCl 改性后的沸石放入瓷坩堝中送入馬弗爐灼燒 2 h后取出，放入干燥器中冷卻。（5） 500 ℃灼燒+ HCl 改性。馬弗爐升溫至 500 ℃，再將沸石放入瓷坩堝中送入馬弗爐灼燒2 h后取出，放入干燥器中冷卻。將冷卻后的沸石10.0 g加入100 mL濃度為1mol·L-1 鹽酸溶液中攪拌 8 h，清洗 4~5 次后，90 ℃烘干，105 ℃活化 2 h。（6）HCl 改性+500 ℃灼燒+十六烷基三甲基溴化銨（CTMAB）改性。將質(zhì)量濃度為 1.1%的 CTMAB 溶液與用“（4）”的方法改性后沸石以水土比 10∶1 混合， 60 ℃水浴下攪拌 2 h，靜置冷卻至室溫后過濾，蒸餾水洗滌 4～5 次，90 ℃下烘干，再于 105 ℃下活化,2 h，即得到改性的有機沸石。（7） 500 ℃灼燒+HCl 改性 +CTMAB 改性 。 將質(zhì)量 濃 度 為 1.1% 的CTMAB 溶液與用“（5）”的方法改性后沸石以水土比10∶1 混合， 60 ℃水浴下攪拌 2 h，靜置冷卻至室溫后過濾，蒸餾水洗滌 4~5 次，90 ℃下烘干，再于 105 ℃下活化 2 h，即得到改性的有機沸石。（8） 900 ℃灼燒改性。馬弗爐升溫至 900 ℃，將沸石放入瓷坩堝中送入馬弗爐灼燒2 h后取出，放入干燥器中冷卻。（9） HCl+900 ℃灼燒改性。將 10.0 g 沸石加入 100 mL 濃度為1mol·L-1 鹽酸溶液中攪拌8 h，清洗 4~5 次后，90 ℃烘干，105 ℃活化 2 h，馬弗爐升溫至900 ℃，再把經(jīng)HCl改性后的沸石放入瓷坩堝中送入馬弗爐灼燒 2 h 后取出，放入干燥器中冷卻。

實驗對比了經(jīng)不同方法改性后的沸石吸附溶液中對硝基苯酚能力的情況。圖1中天然沸石對對硝基苯酚的去除率出現(xiàn)負值，可以從以下兩方面進行解釋：一方面由于沸石的硅鋁結(jié)構(gòu)本身帶負電荷，表面硅氧結(jié)構(gòu)又具有極強的親水性，結(jié)構(gòu)外部陰離子易水解，導(dǎo)致其對有機物的吸附性能極差，故難以去除水中非極性有機化合物（如對硝基苯酚）；另一方面未經(jīng)洗滌的天然沸石，自身攜帶有較多雜質(zhì)，與對硝基苯酚溶液混合振蕩之后雜質(zhì)進入溶液，影響了溶液的透光度，故而使測定值出現(xiàn)負值。

灼燒改性可以提高沸石的吸附能力。灼燒改性又被稱為熱活化，一定溫度的處理可以將填充在沸石結(jié)構(gòu)內(nèi)部的“沸石水”脫去，不破壞沸石的結(jié)構(gòu)，從而釋放出更大的空間來提高沸石的吸附性能。由改性沸石樣品 XRD圖譜的出峰情況可以看出，灼燒也可以使沸石所含雜質(zhì)減少，吸附有機物的能力提高（圖1中500 ℃灼燒）。實驗發(fā)現(xiàn)改性沸石的吸附能力隨著灼燒溫度的升高而提高，但當溫度升高到 900 ℃ 時改性沸石XRD衍射特征峰消失，沸石結(jié)構(gòu)被破壞。從實際應(yīng)用角度看，灼燒溫度過低往往起不到活化作用，而溫度過高通常會造成沸石結(jié)構(gòu)的破壞，所以采用 500 ℃灼燒改性并結(jié)合表面活性劑進行改性的方法較好。因為在一般情況下， 500~550 ℃灼燒時既可提高其機械強度又可加大孔容，增加比表面積，還可增加陽離子的運動活性，使改性進行更充分。

通過多種方法對沸石進行改性，對比研究改性后沸石處理含對硝基苯酚廢水的效果，結(jié)果表明，有機改性沸石去除對硝基苯的效果最好，不同改性沸石的吸附能力依次為：有機改性沸石＞酸熱聯(lián)合改性沸石＞酸改性沸石＞灼燒（500 ℃）改性沸石＞天然沸石。考慮到在酸熱聯(lián)合改性過程中，未經(jīng)酸洗滌的沸石中所含雜質(zhì)可能會在灼燒過程中對沸石的結(jié)構(gòu)產(chǎn)
生影響，建議采用先酸改性再進行灼燒的方式對沸石進行改性比較合適。