硅藻土環(huán)保礦物材料

硅藻土是一種由硅藻及其他微生物的硅質遺體沉積而成的生物硅質沉積巖，具有微孔結構發(fā)達、比表面積巨大、質輕、吸附能力強、低導熱性、化學穩(wěn)定性好等特點，同時其價格便宜，使用操作簡便，使其在環(huán)境工程領域具有廣闊的應用前景。

1、硅藻土廢水處理材料

硅藻土具有巨大的比表面積，并且顆粒中含有大量硅羥基，硅羥基在水溶液中會解離出H+，從而使硅藻土的表面帶有較強的負電荷，是一種性能優(yōu)良的吸附劑。

為進一步提高硅藻土的吸附性能，大量研究人員對其進行了一系列的改性工作，改性硅藻土可用于處理生活污水、含重金屬離子廢水、造紙廢水與印染廢水等。

范藝等采用表面交聯(lián)法合成了鋯改性硅藻土，發(fā)現(xiàn)鋯改性硅藻土對磷的吸附量高于純氧化鋯吸附劑，礦物復合材料對磷濃度為2mg/L的富營養(yǎng)化湖水，鋯改性硅藻土投加量大于1.25g/L時，反應后水體中磷濃度即可滿足《地表水環(huán)境質量標準》規(guī)定的湖庫Ⅲ類標準。王芳用過渡金屬（Fe、Cu、Zn）改性硅藻土，當Fe的添加量為7%時，氨氮吸附量為1.18mg/g，氨氮去除率為未改性硅藻土的2.19倍。

2、硅藻土有機污染物吸附材料

有機污染物是環(huán)境領域中最復雜的一類污染物，它會對人體健康和動植物的生長造成威脅，破壞生態(tài)平衡，干擾生態(tài)系統(tǒng)?？赏ㄟ^在硅藻土表面負載例如活性炭、分子篩、MOF、金屬氧化物等活性組分，調節(jié)硅藻土表面的正負電性，改善與吸附質間的界面作用，去除水體中的各種有機染料分子、污染油類、垃圾滲濾液和其他有機廢水等。

3、硅藻土重金屬吸附材料

重金屬離子經過工業(yè)廢水排放進入環(huán)境水體中，礦物復合材料經過一系列化學作用及遷移轉化，最終以不同的形態(tài)滯留在水體中，形成永久性潛在危害。利用納米金屬氧化物表面富含活性羥基基團，易于與溶液中的污染物質結合及具有高的吸附活性的特性，將納米金屬氧化物修飾于硅藻土表面，通過二者的協(xié)同作用可實現(xiàn)水體中污染物的高效吸附。目前，表面處理或改性硅藻土用于重金屬離子吸附已成為研究熱點。

4、硅藻土吸附填料

硅藻土作為一種具有豐富微孔結構、巨大比表面積、高孔隙率、吸附能力強、化學穩(wěn)定性好、資源豐富等優(yōu)點的廉價礦石材料，可以作為制備活性污泥法和生物膜法中填料的原料來提高處理效率。

朱健等以硅藻土為主要原料，與超細碳粉、燒結助劑和粘結劑按一定比例制備出了硅藻土基多孔吸附填料，其對水體中Pb2+吸附容量較硅藻土原土（粉體）提高了78.0%。

5、硅藻土微生物載體

硅藻土具有豐富的孔隙以及比表面積，如果加在活性污泥中，那么微生物就可以通過其多孔結構進行粘附，硅藻土也就能夠作為微生物的載體，從而提高微生物的生物活性，并能減少污泥膨脹，進而提高出水指標。

Zhang等發(fā)現(xiàn)，在活性污泥系統(tǒng)中添加硅藻土，能夠提高含酚類化合物廢水處理系統(tǒng)中的生物量，并且可以增強污泥的沉降性能；添加的硅藻土可以作為微生物的載體，提高生物量，添加硅藻土能夠提高廢水中COD和總酚的去除率。

6、硅藻土助濾劑和過濾劑

與傳統(tǒng)意義上的精細過濾相比，硅藻土的粒徑比較小，所以出水的懸浮固體的含量和粒徑是遠小于常規(guī)的過濾工藝的；由于硅藻土過濾層較易脫落，其濾膜可以反復預涂，這些特點與超濾膜或陶瓷膜過濾相比，克服了超濾膜或陶瓷膜的易堵塞、反洗較困難等技術性難題，是一種應用前途非常好的精密過濾材料。

7、硅藻土空氣污染治理材料

吸附法處理VOCs的能耗較低，去除率高，價格也比較低廉，幾乎沒有二次污染。硅藻土價格低廉，且吸附性能良好，近年來，有關學者通過對其進行改性，大大提高了硅藻土對有機污染物的吸附能力。

此外，通過硅藻土負載納米TiO2等光催化組分，使其不僅具有吸附甲醛、甲苯、苯酚等有機污染物的功能，而且具有光催化降解這些有機污染物的功能。

8、硅藻土催化降解與合成材料

硅藻土的高比表面積和多孔結構可以為催化劑提供有效的表面和合適的孔結構，增加活性組分和反應物的接觸概率和面積，提高催化劑的利用效率；硅藻土的機械穩(wěn)定性及高溫穩(wěn)定性可保證活性物質在高溫條件下也不會失活；硅藻土成本低廉，可降低催化劑生產成本。

在以硅藻土作為光芬頓非均相催化劑方面，Yan等制備了Fe2O3負載的硅藻土基復合材料。硅藻土也可以作為單質催化劑材料的載體，Brunner等實現(xiàn)了在硅藻土表面負載納米金顆粒，并將其作為催化劑應用于葡萄糖的催化氧化。

9、硅藻土土壤修復材料

硅藻土可通過孔道內的化學反應實現(xiàn)對土壤中重金屬的有效固定，并降低其生物有效性；此外，礦物復合材料無定性的硅藻土顆粒能夠吸附超過其自身體積1.5倍的水分，土壤有效水分含量顯著增加，同時表面多孔性質也是肥料的良好載體，對氮磷鉀具有良好的緩釋作用，因此，也是一種優(yōu)良的土壤改良劑。

硅藻土作為一種新型的環(huán)保礦物材料，在處理各種污染物方面具有價格低廉、效率高的優(yōu)勢，使其發(fā)展前景十分廣闊。因此，需要深入探討硅藻土在工業(yè)廢水、廢氣和土壤的處理中的吸附機理與動力學特性，找到規(guī)律與影響因素，以滿足硅藻土對不同類型污染物處理的需求。

另外，硅藻土的孔結構及表面活性有限，并非對所有環(huán)境污染物都有良好的去除能力。因此，研究者們利用各種物理或者化學手段，對硅藻土表面進行改性或者復合處理，研發(fā)出不同硅藻土基復合材料，以擴展硅藻土在環(huán)境領域的應用范圍。