纳米硅铝酸盐沸石晶体的合成及其对重金属的吸附机制

陈 晨，王 磊，程 婷，张 晓,3，邓 琴

(1.江苏科技大学环境与化学工程学院，江苏镇江 212018；2.江苏开放大学环境生态学院，江苏南京 210017；3.南京大学盐城环保技术与工程研究院，江苏盐城 224005)

重金属污染是我国水环境污染所面临的主要问题之一，其主要来源于冶金、电镀、印染等工业所排放的废水，这类废水不经过处理直接排放会严重威胁生态环境和人类健康[1-3]。重金属通过污染水体富集在鱼、虾体内，或通过土壤富集在植物内，通过食物链累积在人体内，造成慢性中毒与三致效应(致癌、致畸、致突变)。

目前，水环境中重金属的处理方法主要有吸附法、化学沉淀法、离子交换法等[4-7]。凭借成本和技术应用等方面的优势，以沸石作为吸附剂的处理方法受到研究人员的关注[8-10]。作为一类硅铝晶体多孔材料，沸石被广泛地用在环境保护，石油化工以及精细化工等各个工业领域[11-13]。Linde F(K)沸石(以下简称K沸石)是一种新型人工合成沸石，其对水环境中的重金属污染物具有较好的吸附效果[12-14]。然而，由于其微观结构限制，沸石材料对溶液中重金属的吸附性能并没有得到完全的发挥，如粉煤灰钾基沸石对重金属Cu2+的吸附量为49.58 mg/g[15]，粉煤灰改性沸石对Cr6+的吸附量为4.5 mg/g[16]。根据经典的“Ostwald ripening 理论”[17]，在液相中形成晶体时，由于热力学的作用，小晶体不断萎缩，大晶体不断增大，导致液相反应体系中形成的晶体微粒的尺寸往往是其基本晶体单元的几千甚至上万倍。基于此理论，在强碱的水热环境下制备的K沸石可充分地生长发育，其形成的晶体微粒往往具有微小的空间尺寸(如图1所示)。……