净水处理剂-4A沸石（二）

微波辐射加热与传统加热技术有着本质的区别，前者是在物质受到微波辐射后分子从相对静态瞬间转变成动态，分子偶极以每秒数十亿次的高速旋转产生热量，由于此瞬间变态是在物质内部进行的，故常称为内加热。而传统加热方式是靠传导和对流进行的称为外加热。内加热具有加热速度快，受热体系均匀等特点，外加热方式进行的反应常常需要几小时甚至几十小时才能完成，微波反应往往在几分钟内就能完成，可以避免反应物长时间加热而引起副反应，因此在加速反应的同时可以提高反应收率和产品纯度。微波可以在溶剂中进行。极性溶剂如水、醇、二甲基甲酰胺、乙酸乙酯、丙酮、醋酸等能与微波有效耦合，在微波辐射下能被很快加热。在极性溶剂中加入少量盐，能加强溶剂和微波的纯耦合。

许多固体在吸收微波辐射后能迅速地达到高温，利用这一特性，将一反应物和固体混合，然后在微波的辐射下与另一反应物发生化学反应。由于低微波吸收或不吸收的无机载体，如三氧化二铅、二氧化硅等不阻碍微波能量的传导，能使吸附在无机载体表面的有机物充分吸收微波能量后被活化，从而大大提高了反应速率。

稀土Y型沸石目前工业上常用水热交换法制备，为达到所需的交换度，需进行多次交换和培烧，周期长、效率低、操作复杂，而且在多次的交换和焙烧下部分沸石的晶体结构受破坏。使用微波辐射的水热交换法具有交换度高，交换时间短，对沸石结构无影响等优点。

水玻璃法

目前，国内均以水热合成法生产4A沸石，在合成过程中产物的分离和母液的大量排放造成了能源耗费和环境污染。

水玻璃法工艺成熟，容易控制，产品质量好，但成本高。活性白土法仍需添加铝源，成本较高，且设备要防腐：高岭土法是利用高岭土中硅铝比与4A沸石的硅铝比一致的特点，将高岭土转化为具有反应活性的偏高岭土，并在苛性钠水溶液中进行水热结晶转化反应而制成沸石，该法生产过程简单，成本较低。三种方法的成本比依次为1.57:1.54:1.00。

无论哪种方法，最重要的是沸石的水热合成反应过程，也称晶化过程。该过程分三个时期：诱导期、成核期和晶体生长期。诱导期是指从按一定配比形成的凝胶相中刚刚开始出现晶体结构的期间，最初出现的晶体即是晶核，这一晶核出现的过程就称为成核。成核是沸石晶化过程的速度控制步骤，在晶化初期直接引入高分散度的晶核，可以缩短诱导期和成核期，快速进入晶体生长期，大大缩短晶化时间。这种高分散度的晶核称为晶化导向剂。晶化导向剂的采用可大大缩短晶化时间，提高设备产能，易生产粒度均匀、性能优异的各类沸石。所以导向剂技术成为沸石合成的关键技术。

天然沸石的改性处理方法及条件不同，其性能亦不同，对天然沸石进行酸及活化处理后，可以提高其吸附能力。

由于天然沸石中有较多的结晶水和体积相对较大的钠离子，且孔隙率较小，孔道中掺杂一些非晶态物质，故吸附能力和离子交换能力都较弱，在经酸处理，酸溶解了堵塞在孔道中的杂质，减小了堆积缺陷，并以较小体积的氢离子取代钠离子，再经过热处理，除去结晶水，则沸石的结构更加疏松，孔隙率増大，同时可能部分改变沸石的类型故可增强沸石的吸附性能。

实际用途

沸石的结构是由（Si04)和（AlOD四面体相互结合而成的立体网状结构，在网状结构中形成空间，而且这些空间中含有结晶水和阳离子。由于铝原子为三价，所以铝氧四面体中有一个氧的价电子没有得到中和，这样就使整个铝氧四面体带一个负电荷，为了保持电中性，在铝氧四面体附近必须有一个带正电荷的金属阳离子。在合成沸石中，金属阳离子为钠离子，阳离子用来中和四面体的负电荷。

4A沸石是一种具有四面体骨架结构的硅铝酸盐晶体，可以看成是由硅氧四面体的四元、六元、八元环等连接而成的骨架结构，大小合适的气体和水分可以从这些环构成的孔穴进入沸石晶体。沸石是一种含结晶水的铝硅酸盐，结构疏松，多孔且有部分A1取代了硅氧四面体中的Si,形成了缺电子结构，具有一定的吸附能力和离子交换能力。

4A沸石可以去除污水中的NH3-N及Cu、Zn及Cd离子等。工农业、民用及水产畜牧业出的污水中含有氨态氮，不仅危害鱼类等的生存、污染养殖环境，而且促进藻类生长，导致江河湖泊的阻塞。由于4A沸石的高选择交换性，已成功应用于该领域。来源于金属矿山、冶炼厂、金属表面处理和化学工业等部门排放的污水，其中所含重金属离子对人体危害极大。用4A沸石处理这些污水除了能保证水质合格外，还能回收重金属离子。

4A沸石对生态方面无影响，即使在高浓度下对人体也无毒性，对眼睛，皮肤无刺激，不会导致过敏，是使用安全的化学助剂。

4A沸石的市场发展潜力巨大，开发4A沸石，是造福后代的有益雜，有利于环境保护。