天然沸石經(jīng)過改性，可以明顯提高其孔隙率及表面活性，提高吸附性能、離子交換性能及交換量等，從而提高其使用價(jià)值。改性沸石包括范圍很廣，從經(jīng)簡(jiǎn)單的離子交換處理直到結(jié)構(gòu)完全崩塌而得到的產(chǎn)品都屬改性沸石范圍。

沸石改性技術(shù)有兩種類型：一類是對(duì)沸石骨架元素的改性，另一類是對(duì)非骨架元素的改性。對(duì)骨架元素的改性包括酸堿處理改性等，對(duì)非骨架元素的改性包括離子交換改性、沸石內(nèi)配位化學(xué)、表面活性劑改性等。本文只對(duì)常用改性方法做簡(jiǎn)單介紹。

1.1酸堿處理改性

酸改性，即用無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸處理分子篩，使其骨架脫鋁，可使用的酸有鹽酸、硫酸、硝酸、甲酸、乙酸、乙二胺四乙酸(H4EDTA)等。根據(jù)分子篩耐酸性的差異，采用不同濃度的酸進(jìn)行骨架脫鋁。沸石經(jīng)酸處理改性后，可部分脫除分子篩骨架鋁以及去除孔道中的堆積物種，增大分子篩硅鋁比及比表面積，大幅度提高其疏水性，可提高分子篩的吸附性能。與沸石的酸處理脫鋁一樣，沸石的堿處理也是一種沸石改性的方法，但與酸處理不同的是，沸石的堿溶液處理可以選擇性地脫除沸石中的硅，降低沸石的硅鋁比，改變與沸石硅鋁比相關(guān)的性能。

研究了13X沸石分子篩對(duì)飲用水中低濃度NH3-N的吸附性能，包括影響吸附的主要因素、沸石對(duì)NH3-N的吸附效果、沸石的再生效果及沸石對(duì)NH3-N的吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明，用NaOH處理的沸石比未處理的沸石對(duì)NH3-N的吸附效果要好。在pH值為6.5～7.5，吸附時(shí)間為20min，吸附溫度為20℃～30℃條件下，沸石對(duì)NH3-N的吸附率接近100%，吸附量可達(dá)16.32mg/g。

將天然沸石經(jīng)用HCl及干燥等改性處理后，表面積明顯增加，從而提高了它的吸附能力，并對(duì)改性沸石處理含鉛廢水進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，在廢水pH值為4～12，Pb2+質(zhì)量濃度為0mg/L～100mg/L范圍內(nèi)，按m(鉛)∶m(改性沸石)=1∶200投加改性沸石進(jìn)行處理，鉛去除率在98%以上。

1.2離子交換

廣義地講，離子交換包括沸石骨架內(nèi)的陽(yáng)離子的交換和骨架外的補(bǔ)償陽(yáng)離子的交換。骨架內(nèi)陽(yáng)離子的交換既可以在合成的過程中也可以在合成后進(jìn)行，前者通過沸石合成的一般方法就可以實(shí)現(xiàn)，而后者則要通過特殊的取代反應(yīng)。通常所說(shuō)的離子交換是指后者，即補(bǔ)償陽(yáng)離子的交換。沸石骨架外的補(bǔ)償離子一般是質(zhì)子和堿金屬或堿土金屬離子。它們很容易在金屬鹽的水溶液中被離子交換制成各種價(jià)態(tài)的其他金屬離子型沸石。通過用不同大小的陽(yáng)離子交換天然沸石內(nèi)原有的陽(yáng)離子，改變陽(yáng)離子的數(shù)目或在天然沸石的孔口附近交換上新的陽(yáng)離子等方法可以改變天然沸石孔道的尺寸。被交換進(jìn)沸石的離子也受到沸石內(nèi)強(qiáng)局部靜電場(chǎng)環(huán)境的極大影響，使離子的化學(xué)行為發(fā)生改變。沸石和陽(yáng)離子之間的相互影響和相互作用將賦予沸石新的吸附性能。

1.3沸石內(nèi)配位化學(xué)

沸石分子篩是一類具有不同形狀分子級(jí)孔道和孔洞，性能良好的無(wú)機(jī)材料，許多人企圖在其上固載化一些已知的均相催化劑，于是有關(guān)這方面的研究工作受到越來(lái)越多的注意，逐漸形成了一種新的沸石改性技術(shù)。

沸石可以被看成是一種“配體”，把它的配位場(chǎng)施加在過渡金屬離子上，且每一種沸石可以被認(rèn)為是一種不同的配體，其性質(zhì)隨孔道內(nèi)陽(yáng)離子的數(shù)量和位置而變化。沸石也可看成是一種固體溶劑，一些配合物的分子便能被相對(duì)穩(wěn)定地鑲嵌在沸石分子篩孔道內(nèi)。

1.4沸石表面活性劑改性

用表面活性劑改性的沸石，特別是用陽(yáng)離子表面活性劑改性的沸石，在保持原來(lái)去除重金屬離子、銨離子和其他無(wú)機(jī)物能力的同時(shí)，還可有效地去除水中的含氧酸陰離子，并大大提高了其去除有機(jī)物的能力。常用的陽(yáng)離子表面活性劑一般為長(zhǎng)鏈烷基胺的鹽和季銨鹽。陽(yáng)離子表面活性劑因親水基帶正電荷，表現(xiàn)出一些特殊的性能，即界面吸附的特殊性。在水溶液中易與帶負(fù)電荷的固體形成強(qiáng)烈的相互作用，形成較緊密的單分子吸附層。當(dāng)陽(yáng)離子表面活性劑的濃度較大時(shí)，可進(jìn)一步形成第二層分子吸附。用表面活性劑改性的沸石具有對(duì)多種不同類型離子的處理能力，使改性沸石處理成分復(fù)雜的廢水成為可能。

用十六烷基三甲基溴化銨和N，N-二甲基十二烷基甜菜堿復(fù)配成混合表面活性劑對(duì)天然沸石改性。用改性沸石處理含重鉻酸鹽和苯酚廢水，去除率在90%以上。結(jié)果表明：在pH值為6～8，吸附時(shí)間為30min，吸附溫度為25℃～30℃，振蕩速度為160r/min時(shí)，用改性沸石處理廢水中重鉻酸鹽和苯酚的效果較好。改性沸石的吸附率隨著表面活性劑溶液濃度的增加而增大。但當(dāng)改性劑溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到2.0%時(shí)，吸附率的變化不大。另外，隨著改性沸石用量增加，去除率亦增加，在本試驗(yàn)條件下，投放量為2g為佳。魏翔、朱琨等采用溴化十六烷基三甲胺(HDTMA)制備改性沸石，研究了改性沸石吸附水中有機(jī)物的影響因素。結(jié)果表明，HDTMA改性沸石對(duì)2，4-二氯苯酚(2，4-DCP)具有很好的吸附效果，隨著HDTMA溶液濃度增加，改性沸石對(duì)2，4-DCP的吸附能力也增強(qiáng)。當(dāng)HDTMA溶液濃度等于15g/L時(shí)，改性沸石對(duì)2，4-DCP的吸附率達(dá)到90%，且吸附容量隨pH值的增大而增大。