人工沸石的吸附性質(zhì)
2023.10.27
人工沸石采用的、品味較高的天然斜發(fā)沸石經(jīng)過(guò)破碎、機(jī)械加工、篩分等一系列工藝精制加工成各種粒度的規(guī)格型產(chǎn)品，人工沸石的顏色一般為淺灰色，也有乳白、淺黃、淺綠、淺紅、淺褐色等，但可因混入雜質(zhì)而呈其他顏色。比重較小，拿在手上明顯感到比一般石頭輕，這是因?yàn)榉惺瘍?nèi)部充滿了細(xì)微的孔穴和通道，比還要復(fù)雜。根據(jù)沸石的吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，沸石濾料常被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，也可用于氣體的干燥、凈化和污水處理等方面。
沸石濾料是鋁硅酸鹽類礦物，屬弱酸性陽(yáng)離子交換劑，經(jīng)人工導(dǎo)入活性組分，使其具有新的離子交換或吸附能力，吸附容量也相應(yīng)增大。主要用于中小型鍋爐用水的軟化處理，以除去水中的鈣、鎂離子，從而減少鍋爐內(nèi)水垢的生成，減輕水測(cè)金屬的腐蝕，延長(zhǎng)鍋爐的使用壽命。在廢水處理中，可用于除去水中的磷和鉛以及六價(jià)鉻。失效后的沸石濾料可用于濃鹽水逆流再生后重復(fù)使用。
在一般情況下人工沸石結(jié)構(gòu)中的孔道和孔穴都充滿了水分子,分子圍繞著可交換的陽(yáng)離子形成水化球,常在350℃或 400℃下加熱數(shù)小時(shí)或更長(zhǎng)時(shí)間沸石將會(huì)失去水分子。
這時(shí),些有效直徑小到足,通過(guò)孔道的分子將易于被沸石吸附在脫水孔道和孔穴中，直徑過(guò)大無(wú)法進(jìn)入孔道的分子將被排斥，這就是人們熟悉的沸石的選擇性吸附。選擇性吸附1925年發(fā)現(xiàn)脫水菱沸石能強(qiáng)烈地吸附水、、乙醇，而完全不能吸附、和苯，即具有選擇性吸附的特性。
如上所述，沸石晶體內(nèi)部存在很多孔穴和孔道，它們的體積占沸石晶體總體積的50以上，而且孔穴、孔道大小均勻、固定，和普通分子的大小相當(dāng)。一般孔穴直徑在6?1之間，孔道直徑約在3?10A之間。表2-8是沸石、硅膠和活性炭對(duì)直鏈烴選擇吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)可以看出，活性炭對(duì)各種烴類的吸附量都很高，而硅膠在室溫下對(duì)揮發(fā)性丁烷-正丁烷和異丁烷的吸附量則很低，說(shuō)明它們的吸附作用是沒(méi)有選擇性的。只有分子篩具有選擇性吸附作用，很明顯只有那些直徑比較小的分子，才能通過(guò)沸石孔道（分子篩的孔徑為5人）被吸附，而直徑大的分子，由于不能進(jìn)入沸石孔穴，則不能被沸石吸附，因此沸石的選擇吸附、篩分分子性能決定于沸石的孔徑和被吸附分子的大小。
