沸石是沸石族礦物的總稱，是一種架狀的含水鋁硅酸鹽礦物，常見的有斜發沸石、絲光沸石、菱沸石、毛沸石和片沸石等，具有獨特的離子交換性、離子交換性、催化性、熱穩定性和耐酸性等，廣泛應用于建材、環保、離子交換、催化裂化、日用輕工、石油化工、農牧業、造紙和塑料等領域。

1、沸石的物理化學性能

（1）選擇性吸附性

沸石的孔道結構使其具有很大的內表面積，脫水后因孔道結構的連通和空曠而具有更大的內表面積，巨大的內表面積形成了沸石高效的吸附性能。選擇性吸附與分子篩效應是沸石吸附性能的一個重要特征。沸石中的孔道和孔穴一般大于晶體總體積的50%，且大小均勻，有固定尺寸，有規則的形狀，一般孔穴直徑為0.66-1.5nm，孔道為0.3-1.0nm。顯然，直徑小于沸石孔穴的分子可進入孔穴，而大于孔穴的分子則被拒之孔外，因而沸石具有被稱之為分子篩效應的篩選分子作用。另外，被吸附分子的性質也對沸石的吸附行為產生重要影響，沸石對H2O、NH3、H2S、CO2等極性分子具有很強的親和力，吸附作用很強，并且濕度、溫度和濃度等條件對其影響很小。沸石的硅鋁比因直接影響沸石晶體內部的靜電場，而影響吸附力的強弱。硅鋁比值越大，吸附力就越弱。

（2）離子交換性

沸石的離子交換性源于因平衡沸石結構中Al3+替代Si4+后引起的電價不平衡而存在于沸石孔道中的可交換性陽離子，如K+、Na+和Ca2+等。沸石的離子交換表現出明顯的選擇性，例如方沸石中的Na+易被Ag+、Ti、Pb等交換，而被NH4+交換的量較低。

（3）催化性能

沸石具有很高的催化活性，且耐高溫、耐酸，有抗中毒的性能，是優良的催化劑及其載體。沸石呈現催化性質的機理主要是由其晶體結構中的酸性位置、孔穴大小及其陽離子交換性能所決定的。沸石催化的許多反應屬于正碳離子型，經過正碳離子中間體發生反應。沸石對一些游離基反應、氧化-還原反應也有相當的催化活性。天然沸石一般不能作催化劑，只有采用離子交換法改性為H型沸石后，才能用做催化劑。天然沸石可以作為載體，承載具有催化活性的金屬（如Bi、Sb、Ag、Cu及稀土等），通過金屬作用表現出良好的催化性能。

（4）穩定性

沸石的耐熱穩定性主要取決于其中Si+Al與平衡陽離子的比例，在其組成變化范圍內，一般Si含量越高，熱穩定性越好。天然沸石具有良好的耐酸性能，在低于100℃下與強酸作用2h，其晶格基本不受破壞，絲光沸石在王水中也能保持穩定。因此天然沸石常用酸處理方法進行活化、再生利用和其他目的的利用。沸石的耐堿性遠不如耐酸性好，這是由于沸石晶體格架中存在酸性位置所造成的。當將其置于低濃度強堿性介質中，沸石結構即遭破壞。

2、沸石的應用領域

（1）農牧業

利用沸石的離子交換性和吸附性，將其摻入土壤中，可明顯提高土壤的離子交換性能和吸附性能，從而達到保肥、保水和改良土壤的效果。據介紹，日本許多地區皆在農田中施加沸石粉來中和酸性火山質土壤，施用沸石粉后，水稻、小麥可增產5%-10%。我國浙江省施用450-900μm沸石粉，水稻增產10%-20%。沸石還用做飼料的添加劑和飼養場除臭用吸附劑等。

（2）建材

沸石在建材方面主要在水泥中作活性混合料和在混凝土中作摻和料，起到降低水泥用量，發揮和改善各種功能的作用。沸石作為水泥混合料主要是因沸石中含可溶性的活性鋁成分，而具有火山灰活性的原因。因此可在不影響水泥性能的前提下，部分代替膠凝材料。利用沸石的火山灰活性特點，在混凝土，特別是高性能混凝土中作摻和料使用，沸石可與水泥水化后形成的副產物Ca（OH）2（無硬化強度）發生反應生成具有硬化強度的物質，從而提高混凝土的強度。沸石在混凝土中作摻和料，還有獨特的意義和作用，由于沸石的離子交換性，它可吸納混凝土體系中水泥和其他組分帶入的Na+和K+，從而消除或降低了Na+和K+與具有活性SiO2組分的集料發生的堿集料反應，提高混凝土的耐久性和使用安全性。天然沸石在110℃時具有很好的發泡性，因此它還是生產輕骨料混凝土及其他輕質建材的原料。

（3）石油和化工

沸石可用做催化劑及其載體，以沸石為基本原料的催化劑應用非常廣泛，主要領域為：用做石油煉制過程中的裂化催化、液壓催化和氫化裂化；利用沸石的吸附性能，還可回收合成氨廠廢氣中的氨；吸附硫酸廠廢氣中的H2S等。利用沸石的離子交換性，以Na+和K+離子置換法可從海水中提取鉀。其中斜發沸石對鉀有特殊的選擇交換性能，用飽和NaCl溶液在100℃下將斜發沸石改型成Na型沸石，其離子交換容量可進一步提高，從而改善提鉀效果。

（4）水處理

廢水中含Hg2+、Cd2+、Pb2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Cr3+、As3+等重金屬陽離子和有機污染物，斜發沸石、絲光沸石因對這些雜質具有強烈吸附作用而用做其凈化材料，沸石還可凈化廢水中的NH3-N，H2PO42-、HPO42-、PO43-等以及污水中的氨態氮NH3-N等有害雜質。沸石的離子交換作用還被用來從工業廢水中回收某些金屬。沸石還可在改善水質方面加以應用。天然沸石可吸附硬水中的陽離子，使水軟化。如西沙群島的飲用水即是以當地含沸石的火山角礫巖處理后，排除了較多的有機質，降低了礦化度，減少了氨離子和硝酸根，而成為標準飲用水的；斜發沸石作離子交換吸附劑，經硫酸鋁鉀再生系列處理，可降低高氟水中的氟含量，并使之達到飲用水標準；另外，用銀交換的沸石可以淡化海水。

（5）空氣凈化材料

沸石作為具有微孔孔道和空隙結構，并具有離子交換性和吸附選擇性的多孔礦物材料，可成為納米尺度單元物質在一維、二維和三維空間排列并生成組裝材料的媒介。復合納米單元物質性質和沸石孔道特性的沸石納米孔-金屬離子及簇團組裝材料為其在凈化室內空氣方面實現應用打下了良好基礎。以沸石為載體，通過孔道吸附作用活化、抗菌組分在納米孔道中組裝并穩定固化等技術制備的具有無機抗菌和快速吸附除味功能的無機抗菌型除味劑可成為居室、衛生間、汽車內室和電冰箱等局部環境空氣的凈化產品。

（6）環境污染治理

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，上一期推文已講到（沸石環保礦物材料），在此不再贅述。

（7）造紙領域

沸石族礦物特有的結構特性賦予的高孔隙度、吸附性、離子交換性、特殊光澤性（玻璃光澤、絲絹光澤、珍珠光澤）等，可用于造紙填料、特種涂料顏料和水處理劑。

（8）沸石類止血劑

沸石是從自然界中發現的多孔晶狀鋁硅酸鹽礦物，能夠吸收大量的水，與周圍的溶液進行離子交換，具有長期的物理和化學穩定性而沒有生物毒性，這使得沸石成為制備止血劑的理想材料。獲得FDA批準上市的沸石類止血劑主要有美國Ｚ型藥物公司的QC、ACS、ACS等。

（9）核廢料處理

沸石還可用于核廢料處理。如斜發沸石和絲光沸石具有耐輻射功能，且對Cs、Sr有高的選擇性交換能力，因而可用以除去核廢物中半衰期較長的Cs、Sr，并通過熔化沸石將放射性物質長久固定在沸石晶格內，從而控制放射性污染。

（10）其他應用

沸石作填料用于造紙、塑料、橡膠工業；還可用于制造新型氣相防銹劑、紅外輻射材料；還可用做熱能貯藏，太陽能制冷等；綠光沸石可作食用油吸附劑清除雜質；美國研制細粒沸石已用于殺蟲劑載體、液態肥料懸浮劑和抗肥料結塊劑等；鉛沸石可用于生產鉛-酸電池電極等。

隨著經濟發展和生活水平的提高，預計未來沸石將能在環境保護、醫療保健、土壤修復、國防電子、水處理等領域具有更大的高值化利用前景。