沸石能非常有效吸附二氧化碳

為了減少溫室氣體排放并收集有用的副產品，科學家們進行了越來越多地研究，捕獲工業(yè)煙囪排放的二氧化碳，使用新的過濾材料——沸石對其進行過濾，而后排放的空氣又氣變得恢復如初。我們都知道溫室氣體的排放使得地球長波輻射在進入大氣層時，被大氣中極性較強的氣體分子所吸收，使近地面熱量得以保持，從而造成全球氣溫升高的溫室效應。溫室氣體排放來源多為世界重工業(yè)發(fā)展產生，溫室氣體一旦超出大氣標準，便威脅人類生存，因此控制溫室氣體排放，已成為全人類面臨的一個主要問題。沸石作為一種鋁硅酸鹽礦物，具有多孔結構，在吸附二氧化碳方面非常出色，因此以其為原材料制作了沸石泡沫。其中作為一種新型的固體泡沫狀物質，由細小的沸石顆粒與明膠和纖維素結合而成，不僅被認為對二氧化碳的吸附非常有效，而且綠色環(huán)保。這種材料中沸石的比例高達90％，而且輕巧、便宜、耐用，并且捕獲的二氧化碳所轉化的產品（例如碳酸鈣）可以重復使用多次。這種新型的泡沫材料能夠解決過去材料限制可用性等問題，其利用比平常小得多的顆粒，從而增加了沸石的總表面積，且由于這些粒子三維地懸浮在泡沫基質中，因此二氧化碳更易于通過由開放的多孔泡沫制成的煙囪過濾器。表示，這種沸石泡沫能夠迅速減少地球大氣中的二氧化碳量，以達到氣候目標。住宅和工業(yè)設施建設的迅猛發(fā)展，要求增加裝飾材料，其中包括陶瓷內墻磚的產量和質量。

近十幾年來，沸石的開發(fā)利用研究進展較快，尤其是在環(huán)境保護、綠色建材、石油化工等領域用量大增，其應用研究更為深入。我國自20世紀70年代初期以來，天然沸石應用取得了可喜的研究成果，它發(fā)揮了巨大的社會效益和經濟效益。隨著工業(yè)技術進步和人類對物質文明不斷增長的要求，沸石必將擁有更廣闊的應用前景與市場潛力。作為世界各國極為重視的新興礦產資源，沸石隨著被人們深入研究，在土壤改良等領域有著十分廣闊的前景。

沸石的吸附機理

沸石已被廣泛應用于水處理中，為進一步拓展其應用范圍，需對其應用機理進行深入探討，本文從吸附等溫、吸附動力學和吸附熱力學三個方面進行探討。

一、沸石吸附等溫特性

常見的吸附等溫理論模型有Langmuir模型和Freundlich模型。Langmuir模型，適用于化學吸附和低壓高溫時的物理吸附，Langmuir等溫模型的應用基于三個假設：

1.吸附分子間無作用力；

2.表面是均勻的，即吸附熱不隨吸附量而變化，每一個吸附點的能量不變；

3.吸附限制在單分子層。Freun．dlich模型是經驗式，適用于不均勻表面的吸附，吸附熱隨覆蓋度指數(shù)下降。這兩種模型在物理吸附和化學吸附中都有廣泛的應用。

二、沸石吸附動力學

常用于描述吸附過程的動力學模型有準一級反應動力學模型和準二級反應動力學模型。準一級動力學模型通常用于吸附開始階段的描述，不能用來準確地描述整個吸附過程，而準二級模型包含了吸附的全過程，如液膜擴散、表面吸附與內擴散，能更好地描述吸附反應的全過程?？傊?，在飛機燃油系統(tǒng)中應用沸石，可有效提高系統(tǒng)的防火防爆性能，除此以外，還有壽命長、重量輕的優(yōu)點。

三、沸石吸附熱力學

采用靜態(tài)平衡法，進行了斜發(fā)沸石對水中氨氮的吸附熱力學研究，結果表明，該吸附反應的△H>0、△G<0、△S>0，沸石對氨氮的吸附為吸熱反應，吸熱后體系的混亂度增加。在研究溫度對天然沸石及改性沸石吸附NH4-N的影響時，發(fā)現(xiàn)該沸石吸附NH4 -N為吸熱反應，溫度升高有利于沸石吸附NH4 -N，但影響不明顯。沸石濾料對NH4-N(氮氮)有良好的去除作用,在水中還可與其Ca 、mg 、Cs 、k 、Na 等均衡量重金屬陽離子進行交換以降低水的總硬度,另外它還有較高的機械強度,比表面積大,內部靜電強。

沸石在造紙工業(yè)的應用

沸石在造紙工業(yè)的應用

紙張生產工藝中,為提高紙張的白度、平滑度及印刷效果,一般均加高岑土、碳酸鈣、鈦滑石粉等填料。而天然沸石巖粉作造紙?zhí)盍?技術上可行,且可降低成本,增加效益。此外沸石還可作紙張涂層劑、有人將斜發(fā)沸石和絲光沸石與有機染料合用,耐光耐熱且著色性好。用于復寫紙涂層。而利用沸石巖粉作紙漿工藝中的漂白催化劑,可縮短漂白時間,降低漂白溫度,減少漂白劑用量。沸石可以借水的滲濾作用，以進行陽離子的溝通，其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子溝通，工業(yè)上用以軟化硬水。此外由于沸石對有吸附作用,可減輕空氣污雜改善工作環(huán)境