沸石是具有孔道結構和含水架狀硅鋁多孔礦物，因有獨特的晶體結構和化學性質，使之具有分子篩分、離子交換、吸附和催化等功能，因而在污水處理、土壤修復、大氣污染治理、汽車尾氣處理等眾多環境領域有著廣泛的應用。
1、沸石的物理化學特性
（1）沸石的吸附性能
沸石材料和一般的吸附材料（活性炭、生物炭和硅膠等）不同，具有選擇吸附性和對極性分子有良好的吸附性能等特點：
選擇性指的是，沸石材料空穴和通道中的水分子在350℃以上進行加熱時，會發生脫水，當沸石材料和污染物接觸時，尺寸足夠小的粒子能夠被固定在空穴中，而分子尺寸比孔徑較大的分子則無法進入，從而起到了篩分的作用。
由于沸石的基本結構決定了沸石材料本身具有負電性，因此對極性分子有良好的吸附性能，此類的極性分子有：CH2Cl2，CHCl3，CH3CH2OH，SCl2，NH3，NH4Cl，沸石經過改性能增強其對此類極性分子的吸附能力。
（2）沸石的離子交換性能
沸石的離子交換作用需要在水溶液中進行，而以下的式子可以用于代表其離子交換過程：Na（Z）+M（S）=M（Z）+Na（S）式中，字母S為反應溶液，字母Z為不同類型的沸石，字母M（S）分為沸石中的鈉離子Na（Z）的替代離子。
不同的沸石材料其離子交換性能不同，主要與沸石材料中的空穴體積、正電荷以及硅鋁比例有關。由于沸石材料本身具有不平衡的電荷，因此在發生離子交換作用之后，會引入新的陽離子，而硅鋁含量較高的沸石材料，則會引入較少的負電荷。
在眾多的沸石材料中，斜發、絲光天然沸石等沸石材料具有很高的陽離子交換容量（如：斜發沸石和絲光沸石的理論交換容量分別為：0.213mol/100g和0.223mol/100g）。
?。?）沸石的催化性能
沸石材料不僅比表面積大（300~400m2/g），而且具有較高的電荷密度同時具有酸性缺陷位點，因此沸石材料本身就具有較為優異的催化性能。在這個基礎之上，沸石還可以作為制備改性沸石材料催化劑的載體，如負載不同的金屬氧化物（鐵、鋁、鋅、銻等）來增強催化性能，這類金屬能夠協同表現出較好的吸附性能。
2、沸石環保礦物材料的產品種類及市場前景
目前，沸石作為環保礦物材料，市場上主要有以下幾類產品：
?。?）沸石分子篩
沸石分子篩是一族含堿或堿土金屬、具有連通孔道并呈架狀結構的硅酸鹽或硅鋁酸鹽礦物，是天然分子篩（即沸石礦）與人工合成分子篩的總稱。
沸石分子篩由于具有離子交換性、選擇吸附性、催化和耐酸耐熱性，且比表面積大，能有效去除大氣和水體污染中的有機/無機污染物，并在土壤改良、水土保持、垃圾滲濾液處理及核廢物處理中也得到廣泛研究與應用，具有價廉易得、易再生、無二次環境污染的特點，可產生良好的經濟和環境效益。
?。?）沸石水處理材料
沸石是一種天然礦物，具有成本低、效果好的特點，將其應用于水污染處理可以降低處理的成本，并且沸石在去除氨氮、有機污染物質、金屬元素、放射性物質、殺菌等方面都有明顯的效果，是一種具有良好發展前途的水處理材料。
?。?）沸石土壤改良材料
沸石作為一種環境友好型改良劑，在大量的科學研究和生產實踐中顯示了較好的土壤改良效果，主要表現在以下幾個方面：
沸石可減小土壤容重，增大土壤總孔隙度，使土壤疏松，改善土壤通透性，提高排水滲透能力。
土壤中施加沸石可以增加土壤對銨離子、鉀離子等陽離子的吸附能力，提高養分有效性，調節土壤的pH。
沸石具有較大的比表面積和陽離子交換量，施加適當量的沸石可促進土壤中重金屬由交換態和碳酸鹽結合態向鐵錳結合態、有機態和殘渣態轉化，即由生物有效態向非生物有效態的轉化，降低重金屬在土壤環境中的生物有效性，有效地鈍化土壤中的重金屬，降低重金屬的可遷移性，增加重金屬污染土壤中重金屬離子的地球化學穩定性，從而減輕重金屬對動植物的毒害性，抑制植物對重金屬的吸收，維護土壤生態平衡，經濟有效地治理重金屬污染土壤。
施加沸石可明顯增加植物的生物量，提高植物的抗病性，且具有較長的后效，對植物的生長具有明顯的促進作用。
在沸石改良土壤性質的同時，它也改善了土壤微生物群落的生存空間，提高了土壤微生物生物量和土壤微生物多樣性。
礦物材料用于土壤的改良、治理，不僅是現代農業領域的發展需要，同時也是拓寬礦產資源綜合利用領域的一個重要途徑。我國的礦產資源種類繁多，特別是非金屬礦，但整個非金屬行業的產品檔次不高，在傳統的應用領域競爭日趨激烈的情況下，開發、拓展非金屬礦產品新的應用領域勢在必行，非金屬礦物在土壤改良乃至整個農業領域的應用無疑為眾多非金屬礦生產企業、研究機構提供一個重大發展契機，同時還可以促進非金屬礦領域與農業領域的交叉發展，無論從近期效益，還是長遠發展的角度來看，都是一個“雙贏”的局面。因此可以說，發展礦物材料在土壤改良以及在農業領域中的應用前景非常廣闊，并具有重大的現實意義。
（4）沸石空氣凈化材料
沸石具有強大的吸附功能，對極性分子如H2O、NH3、H2S、CO2等有很高的親和力，即使在低相對濕度、低濃度、較高溫度條件下仍能有效吸附，因此是性能穩定、吸附效果良好的吸附劑，可用于廢氣處理和空氣凈化。
另外，改性沸石作為吸附劑，可去除污染室內空氣中的乙醛、甲醛、硫醇等污染物。以天然沸石或天然沸石與活性炭制成過濾材料對煙氣（主要成分SO2、NH3、CO2、亞硝胺以及其他有機氣體）進行吸附過濾，可降低這些有害組分對大氣的污染。
?。?）汽車尾氣處理材料
沸石凈化催化劑主要應用于高標準尾氣排放領域，亦可廣泛應用于燃氣、燃煤、燃油裝置廢氣治理及其它多種領域的廢氣治理。
國六標準下，中國對于沸石分子篩的消費從零開始，預計Johnson Matthey、BASF和Umicore的沸石分子篩需求量分別是5557噸、3313噸和1742噸。
從需求釋放節奏來看，一線城市一般會提前釋放較高排放標準，因此2019年中國市場將會有少量沸石需求，到2020年中國沸石需求將會有千噸以上。
Technavio認為2017-2021年全球沸石分子篩的需求增速為8.16%，遠高于全球經濟的平均增速。
國六全面實施后，預計國內每年新增需求沸石環保材料約1萬噸以上：以國內2017年為例，輕卡300萬輛，每輛沸石需求約2kg，重卡120萬輛，每輛沸石需求約5kg，合計約1.2萬噸）。
（6）沸石室內裝修壁材
沸石作為一種新興的室內裝修壁材，具有凈化空氣、釋放負氧、調溫調濕等優越的性能，廣泛適用于住宅、辦公樓、酒店、會議中心、醫院等各種場合的內墻、天花板等方面的裝飾。
?。?）沸石日用產品
利用沸石獨特的離子交換性能、吸附性能等特性，可制成沸石純手工香皂、沸石香氛凈化球、沸石除味凈化球、沸石防霧霾口罩、沸石魔力洗衣球、沸石娃娃魚面膜、沸石納米富氫水、沸石抗菌濾芯、沸石衛生巾等日用產品。
我國沸石資源豐富，分布廣闊，但由于沸石相關利用技術相對不足，導致沸石利用率及產率低下，采用改性技術對天然沸石性能進行定向的物理和化學性質變化，將有利于沸石材料在特定環境保護領域中的應用，具有廣闊前景和較高的研究價值。
參考資料：
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[3] 辛云嶺,李政一,鄭志斌.沸石在水污染治理中的應用[J].科技情報開發與經濟,2005,15(10):125-126.
[4] 白志民.沸石在室內健康型壁材中的應用及發展趨勢[J].商訊,2019:23-24.
[5] 馬克拉韋.沸石在環境保護中的應用[D].廣西師范大學,2016.
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