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沸石是一族具有連通孔道的呈架狀構造的含水鋁硅酸鹽礦物。沸石結構可以分為三個部分：鋁硅酸鹽構架、構架中相互連結的孔隙（孔道和空穴）、在孔道或空穴中的陽離子和水分子。

構架中硅氧四面體內的硅四價陽離子常被鋁三價正離子置換，出現過剩負電荷，由堿土金屬離子補償，這些補償陽離子與晶格結合力很弱，具有很高的自由度，活躍在孔道中，使沸石具有優良的離子交換性能。構架中連通的孔道、孔穴使沸石擁有很大的內表面積，特別當“沸石水”受熱溢出后，通道和孔穴更加空曠，相應內表面積更加巨大。而且脫水沸石內部具有很強的庫侖場和極性，表現出強烈的吸附性，加之沸石孔道大小均勻，尺寸固定，形狀規則，因此吸附具有選擇性，即具有分子篩和離子篩的功能。此外，沸石還具有耐酸、耐高溫、耐輻射等性能。這些物化性能決定了沸石在環境治理方面必將具有廣泛的應用前景。

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視頻作者：蕪湖紅花山沸石礦業有限公司

沸石改性的方法，可以概括為以下三種類型：

(1)結構改性，即通過改變沸石的成分比，從而達到改變沸石結構的目的，如使用酸處理或堿處理沸石，使其骨架脫鋁。沸石經過此類處理改性后，可處理掉孔道中的堆積物，使孔道的有效空間拓寬，增大比表面積，增加吸附活性中心，可大幅提高改性沸石的吸附能力。

(2)沸石表面改性，通過加入不能進入沸石內部孔道的大分子有機陽離子，在沸石表面形成了類似膠束的表面層，從而達到改性目的。由于表面活性劑活性很高，他們能與沸石表面的羥基發生反應，并連接到沸石的表面，形成了具有穩定結構的硅氧層，因此通過此方法改性后的沸石具有多種不同類型離子的處理能力，吸附量也大為提高，引起了廣泛的重視和研究。

(3)內孔結構改性，天然沸石是由硅氧(SiO)四面體和鋁氧(A10)四面體通過處于頂點的氧原子互相聯結而成，這種特殊的結構使沸石帶有負電荷，為了保持中性，必須要有帶正電荷的離子來抵消，因此沸石易于和外界的質子、堿金屬和堿土金屬離子等發生電荷平衡，如Na、ca、K、Ba2等。而沸石和外界的離子交換，并不影響其內部骨架結構。沸石和外界陽離子之間的相互影響就賦予了沸石新的離子交換能力。

沸石疏水的原理分析：

常用的沸石分子篩是一種人工合成的不溶性鋁硅酸鹽，它的晶體結構屬立方晶系，由Si/O 和 Al/O 四面體結構單元所組成。其中硅原子或鋁原子構成四面體的中心，所有硅氧四面體和鋁氧四面體都是通過共用頂點的氧原子而連接成多元環，多元環互相連接而成立體的骨架。這類鋁硅酸鹽中硅氧比為1∶2，符合于式 SiO2。由于在格架中有 Al3+離子代替了 Si4+離子，格架就帶負電荷，為平衡Al/O 四面體的負電荷，在格架的空隙中必須存在補償電荷的陽離子存在，這些陽離子便成為極性點，使沸石分子篩具有親水特性。人工合成的沸石的吸濕能力比硅膠還強，能達到每升空氣中的水分低于10-4mg。因此要提高沸石分子篩的疏水性，就要通過消除極性離子，即降低結晶中鋁的含量，疏水沸石結晶骨架中，沒有鋁原子，只有硅與氧原子。硅與氧原子的鍵距為1.6，離子半徑各為0.40及1.40，因此吸附微孔被氧原子所包圍。這種 Si -O -Si 鍵中的氧原子并不呈堿性，也不形成氫鍵。從而微孔表面無極性，表現出疏水特性。