沸石是一組堿金屬或堿土金屬(主要是鈉、鉀、鎂和鈣)的鋁硅酸鹽。沸石具有三維晶體結構,形狀為四面體,在角部具有強結合的硅或鋁陰離子。這些結構(Si-O-Al)在表面上呈現出均勻直徑的孔,與規則的內部通道相連,大小和形狀各不相同,具體取決于化學成分和晶體結構,具體取決于沸石的類型。
空腔包含水的金屬和分子陽離子。陽離子可以通過晶格離開并被交換的離子取代。水分子可以在許多沸石中可逆地提取。菱沸石和斜發沸石是48種礦物的一部分,這些礦物是具有商業用途的沸石的一部分。
這些礦物的沉積發生在新生代,主要在美國西部和墨西哥形成沉積。它們是火山灰和堿性水之間化學反應的產物,經過很長時間形成。
由于硅和鋁之間的高半徑 2???1 菱沸石 和 5到 在斜發沸石,這些礦物質是高度穩定;然而,酸性溶液中的鋁酸鹽可以形成合成沸石。
斜發沸石是一種具有鋁硅酸鈉晶體的沸石,具有相互連接的晶格結構,就像具有相互連接的孔和通道的硅晶體。這種結構允許范圍廣泛的化學和物理事件,允許以下過程:
氣體吸收:選擇性吸收特定的氣體分子。
吸水和放水:能夠吸水或放水,基質結構不發生化學或物理變化。
離子交換:將其陽離子交換為鉛、鉈、銫或鍶陽離子的能力。
有幾個因素會影響這些過程,例如溶液的濃度、pH值、溫度以及溶液中其他競爭性陽離子的存在。這些因素影響沸石的選擇性和容量。