Zeolite作為一種重要的非金屬礦物,具有吸附、離子交換、催化等眾多優(yōu)異的物化性能,被廣泛應(yīng)用于建筑材料、環(huán)保材料、輕工業(yè)、農(nóng)牧業(yè)等領(lǐng)域。
一、沸石構(gòu)成
天然沸石由硅-氧四面體和鋁-氧四面體組成。硅(鋁)氧四面體在中間被氧原子連接,從而在三維空間中形成空腔或籠子。這些空腔和籠子以不同的形式連接以形成沸石。在孔隙系統(tǒng)中,陽(yáng)離子和水分子占據(jù)了沸石的孔隙。在硅氧四面體中,鋁可以代替硅氧四面體中的硅。這種同構(gòu)取代導(dǎo)致晶格之間的負(fù)電荷??缀涂卓捎糜谖絅a,K,Ca和其他可交換離子以保持電荷平衡。沸石晶體具有均勻的孔徑分布,并且可以選擇性地將小于其孔徑的分子吸附到空腔中。沸石內(nèi)部的巨大靜電吸引力使沸石能夠優(yōu)先吸附極性,不飽和和易于極化的分子,特別是對(duì)于水,氨,硫化氫,二氧化碳和其他具有強(qiáng)親和力的分子。
沸石還具有優(yōu)異的離子交換性能。大量可移動(dòng)陽(yáng)離子分布在沸石晶體的空腔中,可以與其他陽(yáng)離子交換。例如,斜發(fā)沸石和絲光沸石具有高的陽(yáng)離子交換能力。沸石的結(jié)構(gòu)特性使其具有優(yōu)異的吸附,離子交換和催化性能等,因此廣泛用于建材,環(huán)保材料,輕工,農(nóng)牧等領(lǐng)域,具有重要的環(huán)境、社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)利益。
天然沸石的應(yīng)用非常普遍,但主要以原礦形式使用,并且生產(chǎn)了少量的加工和改性產(chǎn)品。天然沸石礦物的應(yīng)用需要改進(jìn)沸石的加工和轉(zhuǎn)化技術(shù),并開(kāi)發(fā)高性能,高附加值的綠色產(chǎn)品。同時(shí),必須將天然沸石的加工和轉(zhuǎn)化與應(yīng)用結(jié)合起來(lái)以獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。
二、沸石在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用與開(kāi)發(fā)情況
建材工業(yè)是沸石的主要應(yīng)用領(lǐng)域,其集中在水泥工業(yè)中。使用沸石作為水泥摻合料可以改善硬化水泥漿的體積穩(wěn)定性,增加標(biāo)簽,并降低成本。沸石在混凝土生產(chǎn)中用作礦物摻合料。它可以防止新鮮混凝土的滲出,分離和分層,簡(jiǎn)化了泵送過(guò)程,降低了硬化混凝土的滲透性,提高了耐久性和抗集料堿化反應(yīng)的能力,可以降低高性能混凝土自動(dòng)收縮的開(kāi)裂效果。水溶液中4A沸石的鈣離子交換容量通常大于300mgCaCO3/g。沸石的這一特性可用于提高混凝土的早期強(qiáng)度。
近年來(lái),從傳統(tǒng)的“集料”到輕質(zhì)板的制造以及防蛀,防霉,保溫的應(yīng)用,沸石在建筑材料中的應(yīng)用更加關(guān)注沸石的化學(xué)組成和理化性質(zhì)的利用。,吸聲等技術(shù)含量并開(kāi)發(fā)更高附加值的產(chǎn)品。沸石也可以應(yīng)用于陶瓷材料。沸石陶瓷產(chǎn)品不僅生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,而且性能優(yōu)良。例如,沸石陶瓷過(guò)濾器凈化吸附元件具有高的吸附和凈化效率。
沸石在我國(guó)的應(yīng)用主要集中在建材工業(yè)和輕工業(yè)的環(huán)境保護(hù)方面,作為填充材料和加工“三廢”。它主要以原礦形式使用,加工和改性產(chǎn)品很少。沸石產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)重點(diǎn)應(yīng)朝環(huán)境礦物材料的方向發(fā)展,充分利用沸石的優(yōu)異理化性能,著眼于其深加工技術(shù),開(kāi)發(fā)高性能,高附加值的綠色環(huán)保產(chǎn)品。隨著工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步以及人類(lèi)對(duì)物質(zhì)文明的要求不斷提高,天然沸石肯定會(huì)顯示出更廣闊的應(yīng)用前景。