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沸石的结构特性
沸石是一种呈结晶阴离子型架状结构的多孔硅铝酸盐矿物质，是30多种沸石族矿物的总称。在世界40多个 的火山碎屑沉积岩中，已发现有1000多处沸石产地。常见的主要矿物有钠沸石、钙沸石、方沸石、束沸石、主沸石、浊沸石、毛沸石、斜发沸石、丝光沸石等，它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。其化学通式可以表示为：(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y?[Alx+ySin-(x+2y)
O2n]?mH2O。其中，x为碱金属离子个数，y为碱土金属离子个数，n表示铝硅离子的个数之和，m表示水分子的个数[4~6]。
构成沸石结晶阴离子型架状结构的基本单位是硅氧（SiO4）四面体和铝氧（AlO4）四面体。在这种四面体中，中心是硅（或铝）原子，每个硅（或铝）原子的周围有4个氧原子，各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来，形成所谓的巨大分子。其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和，使得整个铝氧四面体带有1个负电荷，为保持电中性，附近要有1个带正电荷的金属阳离子（M+）来抵消极性（通常是碱金属或碱土金属离子）。这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱，具有很大的流动性，易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用，交换后的沸石结构不被破坏。
沸石的这种结构决定了它具有离子交换性。
其影响程度随着浓度的上升呈较为均匀的增加。Ca2+、Mg2+、Na+、K+4个干扰阳离子中，K+对NH4+的离子交换过程抑制作用很明显，可使氨氮的去除率减少20%以上。在同一水力负荷下，交换床高度对氨氮的穿透有一定的影响。床层低，流速较小，有可能造成配水不均；床层高，流速大，有可能造成氨氮的流失。同时，交换床高度对交换容量也有一定影响。此外，沸石的预处理、进水氨氮的浓度对沸石离子交换性能也有一定的影响。天然沸石改成N活化沸石后，氨氮的去除率更高。中试氨氮进水浓度分布在25～40mg/L时，出水降至1mg/L以下，吸附容量为4.5mg（氨氮）/g（沸石）。发现反复地对沸石进行预处理，可以显著提高沸石的性能。另外，斜发沸石交换氨氮的总能力会随氨氮的初始浓度降低而降低。
