沸石是微孔結晶硅鋁酸鹽,用作分子篩、離子交換材料、催化劑和吸附材料。組成式一般用Mn + x / nAlxSiyO2x + 2yx- · zH2O表示。雖然它是一種天然存在的礦物群,但現在除了從自然界開采的沸石外,還人工合成了具有各種結構和性質的沸石,并已成為工業上重要的物質。
由于沸石中所含的水與鋁硅酸鹽骨架的結合較弱,當加熱時,它很容易解吸水分而呈現沸騰狀態, 因此希臘語為zeo(沸騰) 以lithos(石頭)命名。據說是1756年瑞典礦物學家Cronstedt在冰島考察火山巖時發現并命名的。
沸石大體上可以分為三種:即天然沸石,合成沸石和人工沸石。
(1)天然沸石:18世紀瑞典學者發現的一種礦物,呈晶體狀,主要成分為硅和鋁。它具有非常小的連續空腔,這些空腔具有強烈吸附氣體和水分的性能。迄今為止,已在自然界中發現了 40 多種。但缺點是配料有參差不齊。
(2)合成沸石: “合成沸石”是人類為了進一步利用沸石的特性,充分利用化學知識和技術創造出來的。有許多類型的沸石具有高容量,是天然沸石所沒有的,但它們的缺點是成本高。
(3)人工沸石:解決了合成沸石成本高的問題。與合成沸石相比,價格更便宜,性能與合成沸石相當。以廢舊玻璃瓶為原料,與燒堿在高溫高壓下進行化學處理,可制得具有規則化學結構的人造沸石。通過調整組成和反應條件,可以生產出性能高于天然沸石的人造沸石。
沸石的作用與用途:
?吸風功能:一克沸石的表面積約為50平方米以上。分子大小的吸附是可能的,可以實現活性炭無法實現的選擇性吸附和分子篩分。?主要用途:廢油的吸附及燃料轉化、工廠廢水處理、污泥及畜料的脫臭干燥等?
② 陽離子交換功能:離子交換是一種現象,當一種物質浸入電解質水溶液中時,離子從該物質中釋放到溶液中,同時從溶液中釋放出等量的離子。高性能沸石可以選擇和支持各種陽離子化物質。結果,不僅物理吸附而且利用負載物質的化學反應的化學吸附成為可能。?主要用途:污染土壤改良、污泥改良凈化、河湖整治、農業污染防治等?
③ 催化劑功能:除了具有“分子篩”和“支撐物質”等特性外,它還具有反應過程中的催化劑作用。?主要用途:廢氣凈化、垃圾生產、二惡英和有機氯化合物的無害化處理?