天然的沸石已被公認為用于去除陽離子的廢水處理的有用吸附劑。天然沸石是一種比表面積大但吸附能力有限的多孔材料,其可以對水中銨、磷、重金屬等常見污染物去除。
現在水污染越來越嚴重。除了經濟,水污染還會威脅公共健康、工業和農業生產(Pandi & Paudel 2006;Govender等人2011;Smith & Siciliano 2015)。從水中去除污染物的常規方法包括生物處理、過濾、化學混凝、沉降、電凝聚、結晶和吸附(Tadkaew等人2011?;?Walker等人2011?;?Gollavelli等人2013?;?Pirsaheb等人2015)。在這些方法中,吸附被認為是最有前景的方法之一(Meng?et al.?2013)。近年來,沸石以其來源易得、性質特殊、成本低廉等特點在科學界備受關注。迄今為止,已發現 60 多種天然沸石(Ghasemi等人,?2016 年)。天然沸石廣泛應用于各個領域;對于廢水處理,天然沸石不僅可以降低濁度和色度,還可以降解銨、重金屬陽離子和其他陽離子污染物(Syafalni?et al.?2014)。
天然沸石是具有陰離子骨架的多孔水合礦物,晶體結構由硅(鋁)和氧四面體組成,孔隙由不同的四面體組合而成(Malamis & Katsou 2013)。沸石具有交換結構中的陽離子、失去或接受水分子的能力(Srdan?et al.?2014)。天然沸石對污染物的去除機理如下: (a) 晶體內部的有序連通孔或通道(Hoang?et al.?2012);(b) 沸石骨架的過量負電荷可以通過一價或二價陽離子(Na?+、K?+、Mg?2+ )來平衡, 和 Ca?2+?) (?Ghasemi?et al.?2016?)。
結果表明,天然沸石在 150 分鐘時具有 3.0 mg/g 的吸附容量,具有良好的除銨性能,如圖 1所示(Widiastuti等人,?2011 年)。此外,天然沸石是去除重金屬陽離子的潛在吸附劑。對于銅,在 180 分鐘達到平衡時間,去除率為 96.0%;對于鉻,在 300 分鐘達到平衡時間,去除率為 85.1%;對于鐵,360 分鐘后去除率可達到 95.4%(Zanin等人,?2017 年)。
在微波加熱機制中,將天然沸石放入微波爐中,然后以各種微波功率加熱。增加微波功率和加熱時間有利于提高改性沸石的吸附能力,因為功率過大和加熱時間過長可能會破壞沸石的晶格結構。法米等人。2016年用微波處理沸石去除廢水中的二價鎘離子,結果表明吸附過程的最佳條件為沸石劑量= 0.25 g/25 mL Cd,接觸時間140 min。
超聲波改性沸石是由不同頻率和功率的聲波制備而成。研究表明,沸石在560 W加熱40 min可獲得最高的銨去除率,約為86.9%,120 min后達到吸附平衡(Wang?et al.?2014)。