Zeolite已被廣泛應(yīng)用于水處理中，為進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍，需對(duì)其應(yīng)用機(jī)理進(jìn)行深入探討，本文從吸附等溫、吸附動(dòng)力學(xué)和吸附熱力學(xué)三個(gè)方面進(jìn)行探討。

1、沸石吸附等溫特性

常見(jiàn)的吸附等溫理論模型有Langmuir模型和Freundlich模型。Langmuir模型，適用于化學(xué)吸附和低壓高溫時(shí)的物理吸附，Langmuir等溫模型的應(yīng)用基于三個(gè)假設(shè)：

1.吸附分子間無(wú)作用力；

2.表面是均勻的，即吸附熱不隨吸附量而變化，每一個(gè)吸附點(diǎn)的能量不變；

3.吸附限制在單分子層。Freun．dlich模型是經(jīng)驗(yàn)式，適用于不均勻表面的吸附，吸附熱隨覆蓋度指數(shù)下降。這兩種模型在物理吸附和化學(xué)吸附中都有廣泛的應(yīng)用。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究天然沸石對(duì)氨氮的吸附作用及其影響因素。結(jié)果表明，沸石對(duì)氨氮的等溫吸附可用Langmuir和Freundlich模型擬合，但沸石對(duì)氨氮的吸附特征更適于用Langmuir吸附模型。采用天然斜發(fā)沸石進(jìn)行吸附溶液中NH4+的試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，沸石對(duì)溶液中NH4+的吸附過(guò)程符合Freundlich模型。將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了Temkin等溫方程的擬合，取得了較好的擬合效果。

除上述兩參數(shù)等溫模型外，Redlich—Peter-son、Langmuir—Freundlich等三參數(shù)模型也被應(yīng)用于沸石對(duì)氨氮吸附數(shù)據(jù)的處理，且普遍認(rèn)為三參數(shù)模型比兩參數(shù)模型能更好地描述氨氮在沸石上的吸附過(guò)程。

2、沸石吸附動(dòng)力學(xué)

常用于描述吸附過(guò)程的動(dòng)力學(xué)模型有準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型和準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型。準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型通常用于吸附開(kāi)始階段的描述，不能用來(lái)準(zhǔn)確地描述整個(gè)吸附過(guò)程，而準(zhǔn)二級(jí)模型包含了吸附的全過(guò)程，如液膜擴(kuò)散、表面吸附與內(nèi)擴(kuò)散，能更好地描述吸附反應(yīng)的全過(guò)程。

采用靜態(tài)平衡法，進(jìn)行了鎮(zhèn)江斜發(fā)沸石對(duì)水中氨氮的吸附動(dòng)力學(xué)研究，結(jié)果表明，沸石對(duì)氨氮的吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型擬合更好。沸石吸附氨氮同時(shí)具有“快速吸附，緩慢平衡”的特點(diǎn)，在吸附反應(yīng)初始階段，沸石對(duì)氨氮的吸附速率較大，吸附量上升很快；隨著吸附反應(yīng)的不斷進(jìn)行，吸附速率降低，吸附量上升幅度較小，逐漸達(dá)到吸附平衡。除上述兩種常用動(dòng)力學(xué)模型采用Vermeulen吸附模型分析改性斜發(fā)沸石對(duì)水中氨氮的吸附行為時(shí)得出，吸附能很好地符合Vermeulen吸附模型，Powerfunction吸附動(dòng)力學(xué)方程和Elovich吸附動(dòng)力學(xué)方程也被成功應(yīng)用于沸石對(duì)氨氮的吸附過(guò)程。

3、沸石吸附熱力學(xué)

采用靜態(tài)平衡法，進(jìn)行了斜發(fā)沸石對(duì)水中氨氮的吸附熱力學(xué)研究，結(jié)果表明，該吸附反應(yīng)的△H>0、△G<0、△S>0，沸石對(duì)氨氮的吸附為吸熱反應(yīng)，吸熱后體系的混亂度增加。在研究溫度對(duì)天然沸石及改性沸石吸附NH4-N的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)該沸石吸附NH4+-N為吸熱反應(yīng)，溫度升高有利于沸石吸附NH4+-N，但影響不明顯。