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目錄
概述
  沸石是一種礦石,最早發現於1756年。瑞典的礦物學家剋朗斯提(Cronstedt)發現有一類天然硅鋁酸????礦石在灼燒時會産生沸騰現象,因此命名為“沸石”(瑞典文zeolit)。在希臘文中意為“沸騰”(zeo)的“石頭”(lithos)。此後,人們對沸石的研究不斷深入。
  沸石的一般化學式為:AmBpO2p·nH2O,結構式為 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中:A為Ca、Na、K、Ba、Sr等陽離子,B為Al和Si,p為陽離子化合價,m為陽離子數,n為水分子數,x為Al原子數,y為Si原子數,(y/x)通常在1~5之間,(x+y)是單位晶胞中四面體的個數。
  自然界已發現的沸石有30多種,較常見的有方沸石、菱沸石、鈣沸石、片沸石、鈉沸石、絲光沸石、輝沸石等,都以含鈣、鈉為主。它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。晶體所屬晶係隨礦物種的不同而異,以單斜晶係和正交晶係(斜方晶係)的占多數。方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形,片沸石、輝沸石呈板狀,毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀,鈣十字沸石和輝沸石雙晶常見。純淨的各種沸石均為無色或白色,但可因混入雜質而呈各種淺色。玻璃光澤。解理隨晶體結構而異。莫氏硬度中等。比重介於 2.0~2.3,含鋇的則可達 2.5~2.8。沸石主要形成於低溫熱液階段,常見於噴出岩氣孔中,也見於熱液礦床和近代溫泉沉積中。沸石可以藉水的滲濾作用,以進行陽離子的交換,其成分中的鈉、鈣離子可與水溶液中的鉀、鎂等離子交換,工業上用以軟化硬水。沸石的晶體結構是由硅(鋁)氧四面體連成三維的格架,格架中有各種大小不同的空穴和通道,具有很大的開放性。鹼金屬或鹼土金屬離子和水分子均分佈在空穴和通道中,與格架的聯繫較弱。不同的離子交換對沸石結構影響很小,但使沸石的性質發生變化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或過濾大小不同的其他物質的分子。工業上常將其作為分子篩,以淨化或分離混合成分的物質 ,如氣體分離、石油淨化、處理工業污染等。
  沸石沸石有很多種,已經發現的就有36種。它們的共同特點就是具有架狀結構,就是說在它們的晶體內,分子像搭架子似地連在一起,中間形成很多空腔。因為在這些空腔裏還存在很多水分子,因此它們是含水礦物。這些水分在遇到高溫時會排出來,比如用火焰去燒時,大多數沸石便會膨脹發泡,像是沸騰一般。沸石的名字就是因此而來。不同的沸石具有不同的形態,如方沸石和菱沸石一般為軸狀晶體,片沸石和輝沸石則呈板狀,絲光沸石又成了針狀或纖維狀等等。各種沸石如果內部純淨的話,它們應該是無色或白色,但是如果內部混入了其他雜質,便會顯出各種淺淺的顔色來。沸石還具有玻璃樣的光澤。我們知道沸石中的水分可以跑出來,但這並不會破壞沸石內部的晶體結構。因此,它還可以再重新吸收水或其他液體。於是,這也成了人們利用沸石的一個特點。我們可以用沸石來分離煉油時産生的一些物質,可以讓它使空氣變得乾燥,可以讓它吸附某些污染物,淨化和乾燥酒精等等。沸石礦物有很廣的分佈。特別多見於由火山碎屑形成的沉積岩石中。在土壤中也有發現。
發現
  沸石最早發現於1756年。瑞典的礦物學家剋朗斯提(Cronstedt)發現有一類天然硅鋁酸????礦石在灼燒時會産生沸騰現象,因此命名為“沸石”(瑞典文zeolit),在希臘文中意為“沸騰”(zeo)的“石頭”(lithos)。此後,人們對沸石的研究不斷深入。
  1932年,McBain提出了“分子篩”的概念。表示可以在分子水平上篩分物質的多孔材料。雖然沸石衹是分子篩的一種,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子篩”這兩個詞經常被混用。人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯; 天然沸石:鋁硅酸鈉。
用途
  吸附劑和乾燥劑
  催化劑
  洗滌劑
  其他用途(污水處理、土壤改良劑、飼料添加劑)
特性
  沸石沸石沸石族礦物的總稱,是一種含水的鹼金屬或鹼土金屬的鋁硅酸礦物。按沸石礦物特徵分為架狀、片狀、纖維狀及未分類四種,按孔道體係特徵分為一維、二維、三維體係。任何沸石都由硅氧四面體和鋁氧四面體組成。四面體衹能以頂點相連,即共用一個氧原子,而不能“邊”或“面”相連。鋁氧四面體本身不能相連,其間至少有一個硅氧四面體。而硅氧四面體可以直接相連。硅氧四面體中的硅,可被鋁原子置換而構成鋁氧四面體。但鋁原子是三價的,所以在鋁氧四面體中,有一個氧原子的電價沒有得到中和,而産生電荷不平衡,使整個鋁氧四面體帶負電。為了保持中性,必須有帶正電的離子來抵消,一般是由鹼金屬和鹼土金屬離子來補償,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金屬離子。由於沸石具有獨特的內部結構和結晶化學性質,因而使沸石擁有多種可供工農業利用的特性。
  世界上已發現的天然沸石一般為淺灰色,有時為肉紅色。拿在手上明顯感到比一般石頭輕,這是因為沸石內部充滿了細微的孔穴和通道,比蜂房要復雜得多。假如把沸石比作旅館,那麽1立方微米的這種“超級旅館”內竟有100萬個“房間”!的這些房間能根據“旅客”(分子和離子)的性別、高矮、胖瘦、嗜好的不同自動開門或擋駕,絶對不會讓“胖子”到“瘦子”的房間去,也不會使高個子與矮個子同住一室。根據沸石的這一特性,人們用它來篩選分子,獲得很好的效果。這對在工業廢液中回收銅、鉛、鎘、鎳、鉬等金屬微粒具有特別重要的意義。
  沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能,因此被廣泛用作吸附劑、離子交換劑和催化劑,也可用於氣體的乾燥、淨化和污水處理等方面。沸石還具有“營養”價值。在飼料中添加5%的沸石粉,能使禽畜生長加快,體壯肉鮮,産蛋率高。
  由於沸石的多孔性硅酸????性質,小孔中存有一定量的空氣,常被用於防暴沸。在加熱時,小孔內的空氣逸出,起到了氣化核的作用,小氣泡很容易在其邊角上形成。
百科大全
  feishi
  沸石
  zeolite
    化學式可表示為□的一族含水的架狀結構鋁硅酸????礦物的總稱。晶體所屬晶係隨礦物種的不同而異,以屬於單斜和正交(斜方)晶係的占多數。式中R1+代表鹼金屬離子,基本上為K+或Na+,個別為Li;R2+代表鹼土金屬離子,主要為Ca2+、Ba2+,其次為Sr2+、Mg2+。自然界已發現的沸石有36種,其中較常見的列於表沸石的種類中,它們都以含鈣、鈉為主。沸石的形態隨種別的不同而異。如方沸石、菱沸石常呈等軸狀晶形,片沸石、輝沸石呈板狀,毛沸石、絲光沸石呈針狀或纖維狀。鈣十字沸石和輝沸石的雙晶常見。輝沸石的集合體特徵呈禾束狀。純淨的各種沸石均為無色或白色,但可因混入雜質而呈各種淺色。玻璃光澤。解理性隨晶體結構而異。摩斯硬度中等。比重大多介於2.0~2.3,含鋇的則可達2.5~2.8。
    沸石的晶體結構是由硅(鋁)氧四面體連成三維的格架,格架中有各種空穴和通道,具有很大的開放性。鹼或鹼土金屬陽離子和水分子均分佈在空穴和通道中,與格架的聯繫較弱。當加熱或減壓時,水分子可以部分或全部逸出,而並不破壞晶格,然後又可重新吸水或吸附其他液體。吸附時除與被吸附物質分子的大小有關外,還與它們的極性、結構等有關。沸石優先吸附極性強的分子。沸石格架中的陽離子可與其他金屬離子交換,不同的離子交換對沸石結構影響很小,但使沸石的性質發生變化。由於沸石本身的結構(通道孔徑大小,陽離子位置),交換陽離子的性質(離子半徑,水合度,電荷數)及交換條件的影響,沸石的離子交換也具有選擇性。沸石的比表面積很大,硅(鋁)氧格架上的電荷,具有局部高電場的特點,格架上有酸性位置。因而沸石具有作為固體催化劑的固體酸性質,由於沸石的表面95%以上是內表面,因而沸石的催化活性也具有選擇催化的特點。
    沸石礦物的上述特性,被廣泛應用到生産中。沸石可用作吸附分離劑、深度乾燥劑、分子篩、水泥活性混合料、造紙填料、動物飼料添加劑等。可用來分離石油製品中的碳氫化合物,淨化和乾燥酒精、氟製冷劑等,軟化硬水、處理工業污染等。成因上與岩漿活動有關的沸石形成於晚期低溫熱液階段,見於火成岩,特別是基性火山岩的裂隙和氣孔中,也見於熱液脈和某些溫泉沉積物中,大部分屬於低硅沸石,如濁沸石、鈉沸石、桿沸石、輝沸石等。沉積成因的沸石分佈廣,多見於由火山碎屑形成的沉積岩中,常可形成大型的單礦物礦床或幾種沸石的復合礦床。沉積沸石大多數情況下是由於鋁硅酸????物質在埋藏時或埋藏以後與間隙水發生反應而形成。沸石的種類和數量主要取决於母岩的成分和結構、間隙水的成分和特徵(pH值,????的總濃度和溶液離子的比例)及母岩的埋藏深度(溫度和壓力)。
     (蘇明迪)
    
英文解釋
  1. n.:  Zeolite
相關詞
化合物化學化學品化學術語材料地質礦物礦産
礦石
包含詞
菱沸石方沸石輝沸石鈣沸石片沸石