水是生命之源，在工业发展和农业生产中尤为重要。随着水污染的愈来愈重，农产品的质量被影响，人类的健康受到威胁。使得污水的治理变得越来越重要而且具有挑战性[1]。目前报道的水污染治理方法主要有电化学法、膜分离法、生物法和吸附法。其中，吸附法由于其简单、易行、可大规模工业使用的独特优势，在水污染治理中广泛应用[2]。
1. 分子筛的种类和性质
1.1分子筛的种类
分子筛是具有连通孔道，并呈架状结构的硅酸盐或硅铝酸盐矿物。按来源可分为天然分子筛（即沸石矿）和人工合成分子筛；按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
1.2分子筛的性质
1.2.1阳离子交换性
在分子筛内，结构单元中的部分Si4+被Al3+所替代，使得结构显负电性，需要一定量的阳离子来补偿电荷，使整体结构呈电中性[3]，因此有阳离子交换性能。
1.2.2吸附性
一方面，分子筛由于其具有大小固定且规整的孔道，孔穴、孔径分布较窄，只允许小分子物质进入，从而使分子筛具有吸附作用。另一方面，在分子筛结构中，平衡阳离子的正电荷中心与阴离子晶格上的负电荷在空间上不平衡，使晶体内部阳离子周围具有较强的电场，有较大的静电引力，分子筛具有吸附作用。
1.2.3其他性质
分子筛还具有催化、耐酸耐热、耐辐射等特性，适用于各个邻域[4]。
2. 分子筛的应用进展
2.1去除水中重金属
废水中的镉、铜、镍和铅等重金属，被植物吸收，动物摄取。通过食物链富集，对人类健康构成重大威胁[5]。分子筛吸附剂能有效的从废水中去除重金属。与天然沸石相比，改性和复合分子筛具有更高的阳离子交换能力和吸附性能[6]。吸附过程一般为自发吸热，去除重金属离子的机理为吸附和离子交换过程。
Zhang等[7]合成的CGS基沸石可以有效去除水中的 Ni2+，其去除率在90%以上，最大吸附量为15.936 mg/g，对Ni2+的吸附更符合Langmuir 模型。Aubakirova等[8]进行了沸石去除废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+的研究，结果表明，沸石能有效地去除重金属，且吸附的选择性顺序为Pb2+>Zn2+>Cu2+。
2.2去除水中氨氮
分子筛去除水中氨氮的作用机理为：NH4+与分子筛晶格中Na+、K+、Ca2+进行了离子交换。
Genkuan等[9]以煤矸石为原料，采用碱熔-水热法合成了4A沸石分子筛。优化合成工艺条件，合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310 mg/g，在pH为6的100 mL模拟氨氮废水中，加入6 g 4A沸石分子筛，吸附40 min后，废水中氨氮的去除率达到86%。
2.3去除水中其他有害物
分子筛还可去除水体中染料、油类及药物等污染物。
Chen 等[10]制备Fe-MCM-41分子筛作为吸附剂，用来除去水中的诺氟沙星（NFX）。结果表明，Fe-MCM-41分子筛的吸附速率远大于常用吸附剂，Fe的引入成功地提高了MCM-41的疏水性和吸附效率吸附容量从52 mg/g增加到117 mg/g。吴强顺[11]研究首先采用快速水热合成法制备了钛硅分子筛(TS-1)催化剂，利用芬顿氧化与光催化的协同作用，实现了水体中难降解有机污染物的高效降解。
3. 结论与展望
（1）水中污染物来源广泛，分子筛能够有效的去除废水中的污染物，但如何高效的去除多种类型的污染物有待研究。
（2）分子筛的再生利用可节约水污染处理的经济成本，如何对吸附在分子筛上的污染物进行富集，分子筛的重复使用性能需要进一步研究。
（3）分子筛的吸附容量有限，可结合其他处理方法对其去除污染物的效果进一步提高。如固定化微生物处理技术和电催化技术。
[1]吴舜泽, 夏青. 中国流域水污染分析[J]. 环境科学与技术, 2000 (2): 1-6.
[2]江涛曹, 波余. 电化学法在水处理中的应用综述[J]. 工程技术研究, 2022, 4(1): 156-159.
[3]刘红, 张靖, 刘冰雪, 等. Y 型分子筛嵌载纳米零价铁对水中 Pb2+ 的去除机理研究[J]. 武汉科技大学学报, 2022 (2): 120-126.
[4]张世春, 王恩文, 雷绍民, 等. 沸石分子筛在大气与水污染治理应用的研究进展[J]. 无机盐工业, 2014, 46(11): 9-12.
[5]邵一鸣, 潘杰, 洪新宇, 等. 重金属对睡眠影响的研究进展[J]. 2022.
[6]武强, 王轩, 王敬伟, 等. 有机-无机复合材料在水中重金属吸附领域的研究进展[J]. 化工新型材料, 2022, 50(1): 71-76.
[7]Zhang Y, Li C, Yang M, et al. Analysis of single-grain interference mechanics based on material removal and plastic stacking mechanisms in nanofluid minimum quantity lubrication grinding[J]. Procedia CIRP, 2018, 71: 116-121.
[8]Aubakirova R A, Popova M V, Kabdulkarimova K K, et al. Adsorption of heavy metals on mechanoactivated zeolite from Tayzhuzgen deposit[J]. Fresenius Environmental Bulletin, 2018, 27(3): 1372-1378.
[9]Genkuan R. Removal of ammonia-nitrogen in wastewater with 4A zeolite molecular sieve synthesized from coal gangue[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2014, 8(4): 1533-1538.
[10]Chen W, Li X, Pan Z, et al. Efficient adsorption of Norfloxacin by Fe-MCM-41 molecular sieves: Kinetic, isotherm and thermodynamic studies[J]. Chemical Engineering Journal, 2015, 281: 397-403.
[11]吴强顺. 铁掺杂钛硅分子筛的制备及光助催化降解水体中典型难降解有机物的研究[D]. 江苏大学, 2018.
