凈水處理劑-4A沸石（二）

微波輻射加熱與傳統加熱技術有著本質的區別，前者是在物質受到微波輻射后分子從相對靜態瞬間轉變成動態，分子偶極以每秒數十億次的高速旋轉產生熱量，由于此瞬間變態是在物質內部進行的，故常稱為內加熱。而傳統加熱方式是靠傳導和對流進行的稱為外加熱。內加熱具有加熱速度快，受熱體系均勻等特點，外加熱方式進行的反應常常需要幾小時甚至幾十小時才能完成，微波反應往往在幾分鐘內就能完成，可以避免反應物長時間加熱而引起副反應，因此在加速反應的同時可以提高反應收率和產品純度。微波可以在溶劑中進行。極性溶劑如水、醇、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、丙酮、醋酸等能與微波有效耦合，在微波輻射下能被很快加熱。在極性溶劑中加入少量鹽，能加強溶劑和微波的純耦合。

許多固體在吸收微波輻射后能迅速地達到高溫，利用這一特性，將一反應物和固體混合，然后在微波的輻射下與另一反應物發生化學反應。由于低微波吸收或不吸收的無機載體，如三氧化二鉛、二氧化硅等不阻礙微波能量的傳導，能使吸附在無機載體表面的有機物充分吸收微波能量后被活化，從而大大提高了反應速率。

稀土Y型沸石目前工業上常用水熱交換法制備，為達到所需的交換度，需進行多次交換和培燒，周期長、效率低、操作復雜，而且在多次的交換和焙燒下部分沸石的晶體結構受破壞。使用微波輻射的水熱交換法具有交換度高，交換時間短，對沸石結構無影響等優點。

水玻璃法

目前，國內均以水熱合成法生產4A沸石，在合成過程中產物的分離和母液的大量排放造成了能源耗費和環境污染。

水玻璃法工藝成熟，容易控制，產品質量好，但成本高。活性白土法仍需添加鋁源，成本較高，且設備要防腐：高嶺土法是利用高嶺土中硅鋁比與4A沸石的硅鋁比一致的特點，將高嶺土轉化為具有反應活性的偏高嶺土，并在苛性鈉水溶液中進行水熱結晶轉化反應而制成沸石，該法生產過程簡單，成本較低。三種方法的成本比依次為1.57:1.54:1.00。

無論哪種方法，最重要的是沸石的水熱合成反應過程，也稱晶化過程。該過程分三個時期：誘導期、成核期和晶體生長期。誘導期是指從按一定配比形成的凝膠相中剛剛開始出現晶體結構的期間，最初出現的晶體即是晶核，這一晶核出現的過程就稱為成核。成核是沸石晶化過程的速度控制步驟，在晶化初期直接引入高分散度的晶核，可以縮短誘導期和成核期，快速進入晶體生長期，大大縮短晶化時間。這種高分散度的晶核稱為晶化導向劑。晶化導向劑的采用可大大縮短晶化時間，提高設備產能，易生產粒度均勻、性能優異的各類沸石。所以導向劑技術成為沸石合成的關鍵技術。

天然沸石的改性處理方法及條件不同，其性能亦不同，對天然沸石進行酸及活化處理后，可以提高其吸附能力。

由于天然沸石中有較多的結晶水和體積相對較大的鈉離子，且孔隙率較小，孔道中摻雜一些非晶態物質，故吸附能力和離子交換能力都較弱，在經酸處理，酸溶解了堵塞在孔道中的雜質，減小了堆積缺陷，并以較小體積的氫離子取代鈉離子，再經過熱處理，除去結晶水，則沸石的結構更加疏松，孔隙率増大，同時可能部分改變沸石的類型故可增強沸石的吸附性能。

實際用途

沸石的結構是由（Si04)和（AlOD四面體相互結合而成的立體網狀結構，在網狀結構中形成空間，而且這些空間中含有結晶水和陽離子。由于鋁原子為三價，所以鋁氧四面體中有一個氧的價電子沒有得到中和，這樣就使整個鋁氧四面體帶一個負電荷，為了保持電中性，在鋁氧四面體附近必須有一個帶正電荷的金屬陽離子。在合成沸石中，金屬陽離子為鈉離子，陽離子用來中和四面體的負電荷。

4A沸石是一種具有四面體骨架結構的硅鋁酸鹽晶體，可以看成是由硅氧四面體的四元、六元、八元環等連接而成的骨架結構，大小合適的氣體和水分可以從這些環構成的孔穴進入沸石晶體。沸石是一種含結晶水的鋁硅酸鹽，結構疏松，多孔且有部分A1取代了硅氧四面體中的Si,形成了缺電子結構，具有一定的吸附能力和離子交換能力。

4A沸石可以去除污水中的NH3-N及Cu、Zn及Cd離子等。工農業、民用及水產畜牧業出的污水中含有氨態氮，不僅危害魚類等的生存、污染養殖環境，而且促進藻類生長，導致江河湖泊的阻塞。由于4A沸石的高選擇交換性，已成功應用于該領域。來源于金屬礦山、冶煉廠、金屬表面處理和化學工業等部門排放的污水，其中所含重金屬離子對人體危害極大。用4A沸石處理這些污水除了能保證水質合格外，還能回收重金屬離子。

4A沸石對生態方面無影響，即使在高濃度下對人體也無毒性，對眼睛，皮膚無刺激，不會導致過敏，是使用安全的化學助劑。

4A沸石的市場發展潛力巨大，開發4A沸石，是造福后代的有益雜，有利于環境保護。