在一般情況下污水凈化沸石結(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?15A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5A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(5A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。
污水凈化沸石用途: 具體表現(xiàn)在石油、化學(xué)工業(yè)中,用作石油煉制的催化裂化、氫化裂化和石油的化學(xué)異構(gòu)化、重整、化;用作分子篩對(duì)氣體、液體進(jìn)行分離、凈化和提純、除臭;在、空間技術(shù)、開(kāi)發(fā)能源、電子工業(yè)等方面,用作吸附分離和干燥;在環(huán)境保護(hù)方面,用來(lái)處理廢氣、廢水,從廢水廢液中脫除或回收金屬離子,脫除廢水中性污染物;在醫(yī)學(xué)上用于血液、尿中氮量的測(cè)定;在水質(zhì)處理方面。沸石濾料由于內(nèi)部有很多孔徑、均勻的管狀孔道和內(nèi)表面積很大的孔穴,因而具有的吸附、篩分、交換陰陽(yáng)離子以及催化性能。它能吸收水中氨態(tài)氮、有機(jī)物和重金屬離子,同時(shí)還可以借助水的滲濾作用,以進(jìn)行陽(yáng)離子的交換,其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子交換,工業(yè)上用以軟化硬水、海水淡化等。
污水凈化沸石指標(biāo):邊界指標(biāo)(相當(dāng)于邊界品位) K+交換量≥10mg/g±,或NH4+交換量≥100mmol/100g±(相當(dāng)沸石總量40%)。 工業(yè)指標(biāo)(相當(dāng)于低工業(yè)品位) K+交換量≥13mg/g±,或NH4+交換量≥130 mmol/100g±(相當(dāng)沸石總量55%)。Ⅰ級(jí)品(石油化工級(jí))或NH4+交換量≥140-175mmol/100g±(相當(dāng)沸石總量65-80%)。Ⅱ級(jí)品(環(huán)保輕工級(jí))或NH4+交換量≥100-140mmol/100g±(相當(dāng)沸石總量46-65%)。NH4+ 交換量為工業(yè)品位要求,邊界品位可降低10 mmol/100g。