沸石的晶体构造

沸石分子筛的晶体结构可分为三个组分：（1）铝硅酸盐骨架，（2）骨架中含有可交换阳离子m的孔洞，（3）位相水分子，即沸石水。

沸石的结构不同于石英和长石。石英和长石的骨架结构相对紧密，比重为2.6-2.7；沸石的骨架结构相对稀疏，比重为2.0-2.2。脱水空腔可大达47%，如菱晶石，甚至50%如合成沸石。

在长石结构中，金属离子被限制在由氧离子组成的晶体骨架的空隙中。除非晶体被破坏，否则这些金属阳离子很难自由移动。当Ca交换Na或K时，必须同时进行Si和Al的置换，即成对置换，这必然会引起Si/AI比值的变化。

在类长石结构中，金属离子分布在相对开放的互联空间中，比重为2.14~2.45。阳离子可以通过结构途径相互交换而不破坏晶体结构。方钠石和霞石曾被认为是沸石族矿物。

在分子筛结构中，金属阳离子位于晶体结构较大的孔或空穴中，并相互连接。因此，阳离子可以通过通道自由交换而不影响晶体结构。沸石中易发生2（Na，K）（Ca2+）的交换，而长石中不易发生。这种交换形式可能是离子交换的一种***形式，限于沸石和类似矿物。

一般来说，沸石分子筛的水分子是弱的，与骨架离子和可交换的金属离子松弛。这些水分子比阳离子更自由地移动和进出通道。在热的作用下，它可以自由地分离和附着，而不影响其骨架结构。

沸石-水中去除有机物质

沸石对有机污染物的吸附能力主要取决于有机物分子的极性和大小。含有极性基团的有机物分子能与沸石表面发生强吸附作用，易被吸附。例如，带有—COOH、>C=O、—NH2等官能团的有机物有可能被沸石吸附，得以部分去除。其他一些常见的有机污染物如酚类、本胺和氨基酸等多有极性，分子直径适中，可望被沸石吸附。用固定床吸附柱方法研究天然沸石去除水中致色有机物的效果。结果表明，天然沸石对自来水中致色有机物有明显去除效果。

目前正在研制使用的分子筛膜或沸石膜处理引用水中的污染物时，不但可以去除水中的消毒副产物，还可以去除三卤甲完类的消毒副产物。利用静态和动态方法，用天然沸石对焦化厂含酚废水进行处理的结果表明，通过改性可以提高天然沸石对含酚废水中本酚和COD的去除效果。

沸石作为过滤材料在水处理中的应用

去除重金属离子

去除重金属离子，沸石本身的格架结构特征和配位健不平衡，决定了沸石能够作为阳离子交换剂使用。且天然沸石经NaOH预处理后，天然沸石中的Ca2+、Mg2+等二价离子被Na+离子置换，使处理过的沸石具有更大的离子交换能力和软化硬水的功能。试验表明，沸石具有综合处理污染水源的功能，能同时去除水中Fe3+、Ni2+、Co2+、CU2+、Pb2+、Hg2+等重金属离子。

污水处理

采用沸石床方法处理生活污水、简单、环保，应该广泛

消除性物质

利用沸石的离子交换性能可消除水中的性137Cs和90Sr，而且交换了137Cs的沸石可作源使用。为了不使性物质扩散污染，通过融化沸石，可使性离子长久地固定在沸石晶格内，因为熔化沸石溶解作用极其缓慢，失去1%的性物质需要500年。核工业部已将沸石应用于原子能领域进行性废水的处理。