如何运用介孔分子筛处理废水分析

摘要：水中污染物严重危害人体健康，近年来发现介孔分子筛对

废水中污染物有较好的吸附效果。概述了介孔分子筛在处理废水中无机污染物（金属阳离子和阴离子）和有机污染物的应用情况，阐述了影响其吸附的主要因素，并对应用前景进行分析。

关键词：介孔分子筛；废水；吸附；净化

随着经济的高速发展，电镀、印染、冶金、制革等企业生产规模的迅速扩大，废水的排放量随之增加，而将大量含有有毒物质的废水未经处理直接排放到河流、土壤，会污染生存环境、危及人类健康，废水的处理已成为企业面临的重大问题。有效处理废水，不仅能够消除污染，还可以变废为宝，节约资源。目前，废水处理的常用方法主要有电解法、化学沉淀法、离子交换法、吸附法、催化降解等。

吸附法是通过吸附剂自身特点（比表面积大和多孔结构）或者吸附剂表面活性基团与吸附质的键合作用，选择性的使污染物富集分离的水处理方法，简单易行，已得到广泛应用。吸附剂的种类主要有活性炭、活性氧化铝、硅藻土、微生物、树脂、壳聚糖和介孔分子筛等。介孔分子筛具有高度有序排列的孔道结构、孔径均匀且尺寸可调（2～50 nm），而且高比表面积（如MCM-41 的比表面积700～1 200 m3·g-1）、大孔体积（MCM-41 孔体积可达1 cm3·g-1）及吸附容量、热稳定性好，孔道表面具有易于修饰的硅羟基等特点，因此介孔分子筛在环保领域中吸附重金属离子、有机污染物、放射性核素等方面具有较大的应用价值。本文简述了介孔分子筛的结构特点、种类和制备方法，综述了近年来介孔分子筛用于废水中污染物的应用情况。

1 介孔分子筛

以M41S 为代表的介孔分子筛首次被合成以来，目前已得到科学家的广泛关注，从合成方法、表征手段等方面进行了深入研究，使其以较快的发展速度广泛应用于吸附、分离、催化等领域。研究最早的是硅基介孔分子筛及改性的硅基介孔分子筛，例如M41S、SBA、HMS 等；然后是非硅基的介孔分子筛，包括过渡金属氧化物（例如介孔TiO2、介孔ZrO2等）和非氧化物（例如介孔碳）2 种类型介孔分子筛。介孔分子筛的制备方法有主要水热法、微波法、湿胶焙烧法和溶剂挥发法等。介孔分子筛的合成机理较为复杂，目前，提出的机理有液晶模板机理、协同作用机理、棒状自组装理论、硅层折叠和电荷密度匹配机理等。

近年来的研究发现，由于单一骨架结构的介孔分子筛网格中缺陷少，缺少质子酸和Lewis 酸中心，反应活性低，作为吸附剂不能较好的发挥吸附作用。通过掺杂原子、有机分子修饰及固载活性组分等手段使介孔分子筛功能化，可改变其吸附性能。引入杂原子是在制备过程中使金属杂原子嵌入骨分子筛架中，从