沸石的性質(zhì)及應(yīng)用

沸石的性質(zhì)及應(yīng)用

沸石是沸石族礦物的總稱，是一種含水的堿或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物。已發(fā)現(xiàn)的天然沸石有數(shù)十種。常見(jiàn)的有斜方沸石、絲光沸石、菱沸石、鈣沸石、鈉沸石、濁沸石等。晶體多呈纖維狀、柱狀、毛發(fā)狀等。一般為淺色。具有玻璃或絲光的光澤。相對(duì)密度1.9～2.3。硬度3～3.5。它是由硅氧鋁氧四面體組成的架狀硅酸鹽。其鋁氧四面體中，氧原子有一價(jià)未得到中和，整個(gè)鋁氧四面體帶有負(fù)電，而有附近帶正電的陽(yáng)離子如K、Na、Ca等堿或堿土金屬離子來(lái)補(bǔ)償平衡。晶格間由硅氧四面體形成的四方、正方或更復(fù)雜的晶環(huán)所構(gòu)成，內(nèi)部具有多孔穴和多孔道的敞開(kāi)式微孔結(jié)構(gòu)，并具有精確而固定的直徑（約為3～11）。

各種不同的沸石，其直徑也不同，小于該直徑的物質(zhì)能被吸附，而大于該直徑的物質(zhì)則被排除在外。沸石具有很大的比表面積(500~1000㎡/g，因而具有很大的吸附表面，可以容納大量的吸附物質(zhì)，促使化學(xué)反應(yīng)在其表面進(jìn)行，因而可用作催化劑及催化劑載體；沸石具有較高的熱穩(wěn)定性及耐酸性，如菱沸石的分解溫度是600～865℃，濁沸石為345～800℃，絲光沸石可達(dá)800～1000℃。在100℃與強(qiáng)酸作用2h，其晶格基本上不破壞；沸石還具有可逆的陽(yáng)離子交換性能，通過(guò)離子交換，可以改進(jìn)沸石的吸附及催化性能，從而拓寬其應(yīng)用范圍。

沸石種類較多，但它們的構(gòu)造都是三維的，根據(jù)晶體形態(tài)特征或結(jié)晶習(xí)性，可將沸石分為三維架狀構(gòu)造沸石（包括方沸石、菱沸石、鈉菱沸石、絲光沸石等）、片狀構(gòu)造沸石（包括柱沸石、片沸石、輝沸石等）、纖維構(gòu)造沸石（包括鋇沸石、中沸石、鈉沸石、鈣沸石、桿沸石等）及未分類沸石（包括鍶沸石、八面沸石、濁沸石、鈣十字沸石等）。

按沸石孔道體系可將沸石分為孔道彼此互不通連的一維體系沸石（如方沸石、濁沸石、鎂鉀沸石等）、孔道在平面方面彼此通連的二維體系沸石（如鈉沸石、鈣沸石、中沸石、桿沸石、纖沸石、鋇沸石、絲光沸石、柱沸石、片沸石、斜發(fā)沸石、輝沸石、條沸石等）、孔道可彼此通連的三維體系沸石（如毛沸石、菱沸石、八面沸石等）。

按沸石內(nèi)部構(gòu)造可將沸石分為方鈉石族、菱沸石族、鈣十字沸石族、鈉沸石族、片沸石族、絲光沸石等類型。

沸石主要用作石油化工催化劑、載體、干燥劑、吸附劑、分離劑、廢水處理劑、廢氣凈化劑等。在環(huán)境保護(hù)中可用于飲用水除氟、除氨氮，可用于處理含鉛、含汞、含鉻等廢水；農(nóng)業(yè)上可用作土壤改良劑、肥料添加劑；建筑上可用于制造彩色水泥、高性能混凝土；造紙工業(yè)中可用作填料，以提高紙張白度及吸水性；洗滌劑工業(yè)中可用作助洗劑及漂白劑；醫(yī)藥上可用作離子吸附劑、抗菌助劑及緩釋藥物載體等。