1、洗滌劑中的應用
沸石是一種不溶于水且呈堿性的硅鋁酸鈉晶體, 它能與硬水的鈣、鎂離子發(fā)生離子交換反應而軟化水質(zhì)。用于洗滌劑的4 A 沸石要求鈣離子交換能力＞285m g CaCO3 / g 、粒度分布＜4μm90%、≤10μm9 9%。
在洗滌過(guò)程中,4 A 沸石表面有吸附污垢的功能, 可減少污垢在織物上的沉積。用4 A 配制的洗衣粉在產(chǎn)品外觀(guān)、流動(dòng)性和抗結塊能力與三聚磷酸鈉(STPP )不相上下, 國內外已被大量用做STPP 的替代品。4A 沸石單獨應用性能不如STPP, 但復配其他助劑一起使用可達到較好的助洗效果, 如4 A 沸石一純堿一水玻璃一聚梭酸鹽復配體系等
2、造紙業(yè)的應用進(jìn)展
目前造紙用沸石主要為斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石和片沸石, 利用沸石礦物特有或加工后的高孔隙度、吸附性、離子交換性、抗菌性、特殊光澤性(玻璃光澤、絲絹光澤、珍珠光澤)等用于造紙填料、特種涂布涂料和水處理劑等, 具體應用有以下方面
（1）印刷紙填料能賦予紙張較高覆蓋性和不透明度, 同時(shí)由于沸石化學(xué)穩定性好、對漿料系統干擾小, 適于酸性或堿性造紙; 但用于高速紙機填料時(shí)因磨耗值較大受一定局限。
(2)水凈化劑、脫色劑、助留助濾劑等。
(3)廢紙浮選脫墨劑和樹(shù)脂控制劑能提高紙張白度和改善浮選后白水質(zhì)量, 用于機械漿和涂布配比較高的系統有助于凈化白水、降低陰離子沉積物含量。
(4) 紙漿漂白催化劑可縮短漂白時(shí)間、降低漂白溫度和漂白劑用量, 并有吸附氯氣作用, 可減輕對空氣的污染。
(5) 特種紙涂覆顏料。
將微細斜發(fā)沸石和絲光沸石與有機涂料、膠料混配涂料涂覆于紙張, 其涂層具有耐光、耐熱、抗菌和著(zhù)色性好特點(diǎn); 與膠體硅顏料混配可制備噴墨打印紙涂料。
(6) 特種生活用紙添加劑。
沸石可作為有機香精、殺菌劑、除臭劑、保濕劑、阻燃劑載體, 將改性后的沸石加人紙漿系統可制造各種具有特殊功能的系列紙制品。
(7) 無(wú)機或合成纖維改性劑。
將沸石粉體與生物膠或粘膠纖維在一定溫度下干法混合制得沸石改性劑, 用干或濕法工藝可制成無(wú)紡布或無(wú)機紙張, 能用于特種包裝、工業(yè)濾材、保溫隔熱材料等。
3、復合高吸水材料中的應用
沸石/ 聚合物復合高吸水材料是近年來(lái)研究的一種新型功能材料, 其制備涉及有機、無(wú)機、礦物加工等多學(xué)科領(lǐng)域, 制備影響因素較多。
以輝沸石為例,采用水溶液聚合法可制成輝沸石/ 聚丙烯酸(鈉)一丙烯酞胺復合高吸水材料, 此材料可用于農林業(yè)吸水、保水。其合成工藝及其性能為: 以輝沸石、丙烯酸(鈉)、丙烯酞胺為主要原料,N,N / 一亞甲基雙丙烯酞胺為交聯(lián)劑, 過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑, 采用水溶液聚合, 制備產(chǎn)品在水溶液中有很好的溶脹性能, 其吸蒸餾水、自來(lái)水、生理鹽水倍率分別為972、377、1069 / g ; 電解質(zhì)溶液對其吸液性能的影響次序為:AlCl3> CaCl2> KCl> NaCl ; 吸水速率受樣品顆粒的大小影響顯著(zhù), 小顆粒吸水速率較快, 離心保水和土壤混合保水實(shí)驗表明, 其與土壤混合能有效抑制土壤中水分的蒸發(fā), 但其 水凝膠對溶液的p H 值敏感; 該材料有很好的熱穩定性, 但其水凝膠的熱穩定性相對較差等。
目前復合高吸水材料還偏重于實(shí)驗室研究, 一些影響因素有待繼續明確, 工業(yè)應用技術(shù)還需要進(jìn)一步完善, 今后研究應注意以下問(wèn)題:
(1)高吸水材料的吸水倍數和吸水速度是主要的性能考核指標, 對離子型基體高吸水性材料, 其吸水倍數高但吸水速度慢; 而非離子型基體高吸水性材料則相反; 因此, 制備吸水倍數和吸水速度均好的復合高吸水性材料是今后研究的目標。
(2) 由于天然礦物多是成分復雜的多元組合體系, 選擇純度高、活性大、成本低、復合性能優(yōu)的礦物品種是沸石/ 聚合物復合高吸水材料制備和應用的關(guān)鍵問(wèn)題。
(3) 由于沸石/ 聚合物復合高吸水性材料在價(jià)格方面的優(yōu)勢, 其在農林園藝等領(lǐng)域的應用研究將是今后工作的重點(diǎn)。
材料的重復使用性、同環(huán)境的相融性等問(wèn)題合理解決, 將會(huì )更好地促進(jìn)此項技術(shù)的最終推廣應用, 為我國農業(yè)現代化提供新型材料。
4 新型吸附干燥劑中的應用
利用沸石制備的各種新型吸附分子篩干燥劑分為吸附分離、中空玻璃、制冷、空分、富氧制備等用,其中吸附分離用根據孔徑不同分為3A、4A、SA、13X 等分子篩品種, 可選擇性吸附水、甲醇、乙醇、硫化氫、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯等直徑各異的分子。
中空玻璃干燥劑是制備新型窗體材料的重要材料, 可以吸附中空玻璃中的水分和殘留有機物, 使中空玻璃即使在很低溫度下仍然保持光潔透明, 同時(shí)能充分降低中空玻璃因季節和晝夜溫差的巨大變化所應承受的強大內外壓力差, 徹底解決普通中空玻璃干燥劑易使中空玻璃膨脹或收縮而導致的扭曲、破碎問(wèn)題, 充分延長(cháng)中空玻璃的使用壽命。
5 抗菌材料中的應用
沸石型抗菌劑的制備是在沸石水懸浮溶液中加入AgNO3或CuSO4、ZnCl2水溶液, 使抗菌金屬離子同沸石發(fā)生離子交換作用, 將沸石晶體結構中的鈉、鈣置換為抗菌金屬離子, 經(jīng)過(guò)濾、水洗、干燥、燒結而成。其中金屬離子交換率受溶液濃度、pH 值、溫度、離子種類(lèi)、交換次數及沸石類(lèi)型、粒度影響。
考慮產(chǎn)品成本和操作條件, 一般選擇交換溫度為常溫-8 0℃ ,AgNO3溶液濃度0.2mol / L, 沸石懸浮溶固液比1:7-10,AgNO3與沸石分子比約0.1-0.2為宜。
銀系抗菌沸石與一般有機殺菌劑比較, 其優(yōu)點(diǎn)是安全性高、耐熱性好(20-80 ℃ )、廣譜抗菌、有效壽命長(cháng)(半永久性), 而一般有機殺菌劑, 其分解物或揮發(fā)物質(zhì)還不能斷言完全安全, 耐熱性一般不超過(guò)250 ℃ , 殺菌功能一般只能維持l-2年。
將沸石抗菌材料添加到涂料中或用其它方法將其固定到塑料、陶瓷、建筑材料、鋼板等表面, 就能使上述材料具有抗菌性能, 可廣泛用于與人類(lèi)生活密切相關(guān)的食品、醫療衛生、建筑材料、陶瓷、紡織品等各個(gè)領(lǐng)域, 而且抗菌沸石還可跟其它吸附材料、光催化劑材料等結合使用, 具有廣泛的可持續性發(fā)展前景。
6 我國沸石資源利用存在的問(wèn)題
我國1972年首次在浙江熠云發(fā)現了有工業(yè)價(jià)值的沸石礦床, 至今已發(fā)現沸石產(chǎn)地400 余處, 但我國沸石利用起步較晚, 利用程度相對還較低。
沸石作為重要的非金屬礦物品種, 在其開(kāi)發(fā)利用方面還存在一些問(wèn)題, 主要表現在如下幾個(gè)方面。
（1）深加工產(chǎn)品在沸石利用總量中的比例較小,產(chǎn)品的技術(shù)含量及附加值偏低。如前所述, 我國沸石產(chǎn)里的絕大部分被用于附加值較低的水泥生產(chǎn)中。
(2) 沸石產(chǎn)品的品種少, 綜合利用程度不高, 缺乏國際競爭力。
(3) 沸石產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng )新比例不高, 重復研究開(kāi)發(fā)的現象較普遍。同時(shí), 因缺乏科研投人, 技術(shù)難于成熟, 市場(chǎng)的轉化率偏低。
(4) 沸石礦種開(kāi)發(fā)利用率低, 我國已發(fā)現天然沸石30 多種, 目前已被大量利用的只有斜發(fā)沸石和絲光沸石。
7 結語(yǔ)
綜觀(guān)我國沸石資源的利用現狀, 今后應重視和加強以下方面的工作:
（1）借助當前全球性大力發(fā)展環(huán)境材料的契機,充分利用沸石所具有的優(yōu)良物理化學(xué)性能, 加強開(kāi)發(fā)具有環(huán)境修復(如大氣、水污染治理等)、環(huán)境凈化(如殺菌、消毒、分離等)、環(huán)境功能替代(如替代環(huán)境負荷大的材料)和環(huán)境相容(如生態(tài)建材等)等礦物材料伙
(2) 加強深加工技術(shù)研究, 尤其注重沸石的改性研究與應用。天然沸石一般難于被工業(yè)直接利用, 通過(guò)改性可使其性能優(yōu)化以提高其應用性能。沸石的改性研究在已取得P 型、H 型、N a 型、C u 型、NH4型沸石等改性基礎上, 進(jìn)一步在改性劑、改性方法、改性工藝設備及改性產(chǎn)品的質(zhì)量檢測等方面作深人研究。
(3) 應注重多種沸石的研究開(kāi)發(fā). 我國已發(fā)現的沸石目前應用較廣泛的僅限于斜發(fā)沸石和絲光沸石,而其他沸石品種也具有相當規模的儲量, 應加大開(kāi)發(fā)力度。
(4) 沸石由于結晶粒度細小, 且共生礦物復雜而難于選礦, 加強選礦提純研究、改進(jìn)工藝設備等也是不容忽視的一個(gè)環(huán)節。
(5) 加強沸石礦物材料的理論研究, 進(jìn)一步弄清各種沸石的成份、結構與性能之間的關(guān)系, 以利于正確引導沸石資源的合理利用。
我國沸石資源豐富, 但由于開(kāi)發(fā)利用時(shí)間較短還遠不能滿(mǎn)足國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。作為天然沸石的補充, 人工合成沸石近年來(lái)也發(fā)展迅速, 但人工合成沸石工藝復雜、成本高, 主要滿(mǎn)足高端應用。隨著(zhù)天然沸石改性技術(shù)研究的不斷發(fā)展, 沸石作為一種具有多種用途的礦物原料, 有著(zhù)良好的市場(chǎng)發(fā)展前景。
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