氨氮排入海洋、湖泊、河流及其他水體時可引起水體富營養化,嚴重時會使水中溶解氧下降,魚類大量死亡。因而,在水資源短缺和水汙染日益嚴重的今天,經濟有效的控制氨氮廢水有重要的研究價值。 水中氨氮的處理方法主要有生物硝化法,氣體吹脫法和離子交換法等。生物硝化法無汙染,能耗低,但其轉換作用緩慢,去除難以徹底。氣體吹脫法工藝簡單,投資較低,但易造成二次汙染。而離子交換法是通過對氨離子有很強選擇吸附作用的材料去除水中氨氮的方法,反應過程穩定,吸附劑可再生利用,處理成本較低,因此佔據著很重要的地位。常見的吸附材料有活性炭、矽膠、蒙脫石、氧化鋁和沸石等。
沸石是一種廉價的非金屬礦物材料,具有穩定的矽(鋁)氧四面體結構。沸石的多孔性、高比表面積和陽離子交換特性使得其在分子篩、化學 催化、吸附和陽離子交換方面具有廣泛的應用價值。通過適當改性處理後,沸石的吸附和離子交換能力將更為突出。例如,通過熱酸浸泡,熱鹼浸泡,焙燒改性,鎂鹽浸泡,β-環糊精改性,半胱胺鹽酸鹽改性等方式,可以改變天然沸石的物理化學特性,清理沸石孔道中的雜質,提高沸石比表面積,從而提高沸石的吸附量。
在實驗中，用已配製的 1000mg/L 氨氮儲備液配製一定濃度的氨氮溶液於250mL三角燒瓶中，分別加入一定量的改性沸石,然後放入恆溫振蕩箱中，在一定溫度下以180r/min的速度振蕩，直至達到吸附平衡。進行吸附實驗，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl 調節溶液的pH，將其放入恆溫振蕩培養箱中振蕩 12h。為了保證所得數據與取樣時間的一致性，在不同時間吸取上清液並在 3200r/min離心2min，用分光光度法測量上清液的氨氮濃度。通過測吸附前後的溶液中氨氮濃度，計算吸附量。
通過實驗對天然沸石和 NaCl 改性沸石吸附水中氨氮的性能進行了對比。結果發現，當初始pH為7，沸石投加量為 8g/L，初始氨氮濃度為120mg/L，溫度為 25℃，反應時間為12h 時，天然沸石和 NaCl 改性沸石對水中氨氮的吸附量分別為4.96mg/L 和 10.25mg/L。NaCl改性沸石對水中氨氮吸附性能明顯高於天然沸石，這主要歸功於經過NaCl改性後進入到沸石內部的 Na+與水中氨氮進行了離子交換作用 。