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概述
  沸石是一种矿石,最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”(瑞典文zeolit)。在希腊文中意为“沸腾”(zeo)的“石头”(lithos)。此后,人们对沸石的研究不断深入。
  沸石的一般化学式为:AmBpO2p·nH2O,结构式为 A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中:A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子,B为Al和Si,p为阳离子化合价,m为阳离子数,n为水分子数,x为Al原子数,y为Si原子数,(y/x)通常在1~5之间,(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。
  自然界已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以单斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石、辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状,钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于 2.0~2.3,含钡的则可达 2.5~2.8。沸石主要形成于低温热液阶段,常见于喷出岩气孔中,也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用,以进行阳离子的交换,其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换,工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛,以净化或分离混合成分的物质 ,如气体分离、石油净化、处理工业污染等。
  沸石沸石有很多种,已经发现的就有36种。它们的共同特点就是具有架状结构,就是说在它们的晶体内,分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分子,因此它们是含水矿物。这些水分在遇到高温时会排出来,比如用火焰去烧时,大多数沸石便会膨胀发泡,像是沸腾一般。沸石的名字就是因此而来。不同的沸石具有不同的形态,如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体,片沸石和辉沸石则呈板状,丝光沸石又成了针状或纤维状等等。各种沸石如果内部纯净的话,它们应该是无色或白色,但是如果内部混入了其他杂质,便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道沸石中的水分可以跑出来,但这并不会破坏沸石内部的晶体结构。因此,它还可以再重新吸收水或其他液体。于是,这也成了人们利用沸石的一个特点。我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质,可以让它使空气变得干燥,可以让它吸附某些污染物,净化和干燥酒精等等。沸石矿物有很广的分布。特别多见于由火山碎屑形成的沉积岩石中。在土壤中也有发现。
发现
  沸石最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”(瑞典文zeolit),在希腊文中意为“沸腾”(zeo)的“石头”(lithos)。此后,人们对沸石的研究不断深入。
  1932年,McBain提出了“分子筛”的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。虽然沸石只是分子筛的一种,但是沸石在其中最具代表性,因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯; 天然沸石:铝硅酸钠。
用途
  吸附剂和干燥剂
  催化剂
  洗涤剂
  其他用途(污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂)
特性
  沸石沸石沸石族矿物的总称,是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种,按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连,即共用一个氧原子,而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连,其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅,可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的,所以在铝氧四面体中,有一个氧原子的电价没有得到中和,而产生电荷不平衡,使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性,必须有带正电的离子来抵消,一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿,如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质,因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。
  世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色,有时为肉红色。拿在手上明显感到比一般石头轻,这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道,比蜂房要复杂得多。假如把沸石比作旅馆,那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”!的这些房间能根据“旅客”(分子和离子)的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾,绝对不会让“胖子”到“瘦子”的房间去,也不会使高个子与矮个子同住一室。根据沸石的这一特性,人们用它来筛选分子,获得很好的效果。这对在工业废液中回收铜、铅、镉、镍、钼等金属微粒具有特别重要的意义。
  沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂,也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉,能使禽畜生长加快,体壮肉鲜,产蛋率高。
  由于沸石的多孔性硅酸盐性质,小孔中存有一定量的空气,常被用于防暴沸。在加热时,小孔内的空气逸出,起到了气化核的作用,小气泡很容易在其边角上形成。
百科大全
  feishi
  沸石
  zeolite
    化学式可表示为□的一族含水的架状结构铝硅酸盐矿物的总称。晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以属于单斜和正交(斜方)晶系的占多数。式中R1+代表碱金属离子,基本上为K+或Na+,个别为Li;R2+代表碱土金属离子,主要为Ca2+、Ba2+,其次为Sr2+、Mg2+。自然界已发现的沸石有36种,其中较常见的列于表沸石的种类中,它们都以含钙、钠为主。沸石的形态随种别的不同而异。如方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石、辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状。钙十字沸石和辉沸石的双晶常见。辉沸石的集合体特征呈禾束状。纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理性随晶体结构而异。摩斯硬度中等。比重大多介于2.0~2.3,含钡的则可达2.5~2.8。
    沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种空穴和通道,具有很大的开放性。碱或碱土金属阳离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。当加热或减压时,水分子可以部分或全部逸出,而并不破坏晶格,然后又可重新吸水或吸附其他液体。吸附时除与被吸附物质分子的大小有关外,还与它们的极性、结构等有关。沸石优先吸附极性强的分子。沸石格架中的阳离子可与其他金属离子交换,不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化。由于沸石本身的结构(通道孔径大小,阳离子位置),交换阳离子的性质(离子半径,水合度,电荷数)及交换条件的影响,沸石的离子交换也具有选择性。沸石的比表面积很大,硅(铝)氧格架上的电荷,具有局部高电场的特点,格架上有酸性位置。因而沸石具有作为固体催化剂的固体酸性质,由于沸石的表面95%以上是内表面,因而沸石的催化活性也具有选择催化的特点。
    沸石矿物的上述特性,被广泛应用到生产中。沸石可用作吸附分离剂、深度干燥剂、分子筛、水泥活性混合料、造纸填料、动物饲料添加剂等。可用来分离石油制品中的碳氢化合物,净化和干燥酒精、氟制冷剂等,软化硬水、处理工业污染等。成因上与岩浆活动有关的沸石形成于晚期低温热液阶段,见于火成岩,特别是基性火山岩的裂隙和气孔中,也见于热液脉和某些温泉沉积物中,大部分属于低硅沸石,如浊沸石、钠沸石、杆沸石、辉沸石等。沉积成因的沸石分布广,多见于由火山碎屑形成的沉积岩中,常可形成大型的单矿物矿床或几种沸石的复合矿床。沉积沸石大多数情况下是由于铝硅酸盐物质在埋藏时或埋藏以后与间隙水发生反应而形成。沸石的种类和数量主要取决于母岩的成分和结构、间隙水的成分和特征(pH值,盐的总浓度和溶液离子的比例)及母岩的埋藏深度(温度和压力)。
     (苏明迪)
    
英文解释
  1. n.:  Zeolite
相关词
化合物化学化学品化学术语材料地质矿物矿产
矿石
包含词
菱沸石方沸石辉沸石钙沸石片沸石