沸石

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兩種不同的天然沸石
活性氧化鋁有時也被用作沸石使用
分子篩(人造分子篩)

沸石是一種含有水架狀結構的鋁矽酸鹽礦物,最早發現於1756年。瑞典的礦物學家克朗斯提(Cronstedt)發現有一類天然鋁矽酸鹽礦石在灼燒時會產生沸騰現象,因此命名為沸石瑞典文zeolit)。在希臘文中意為「沸騰的石頭」。此後人們對沸石的研究不斷深入。

沸石因成分不同分為方沸石(Na[AlSi2O6]·H2O)和鈣沸石(Ca[Al2Si3O10]·3H2O)。其含水量與外界溫度及水蒸氣的壓力有關,加熱時水分可慢慢逸出,但並不破壞其結晶構造。

晶體結構中有許多空腔(籠)和連接空腔的通道,水分子位於其中,可由通道運輸。晶體和集合體形態及解理隨着晶體結構的不同而異,一般呈淺色,玻璃光澤,硬度3-3.5,比重2.0-2.4。

沸石族礦物由低溫熱液作用形成,見於噴出岩,特別是玄武岩的孔隙中,也見於沉積岩變質岩及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中。

1932年,McBain提出了「分子篩」(Molecular sieve)的概念。表示可以在分子水平上篩分物質的多孔材料。沸石用作分子篩,可以吸取或過濾其他物質的分子。雖然沸石只是分子篩的一種,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。

除了天然產品外,也可由人工合成,人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯,天然沸石:鋁矽酸鈉。

用途[編輯]

A型沸石[編輯]

A型沸石,代號LTA,是應用最廣的人造矽酸鹽沸石。典型品種組成為|Na12(H2O)27/8|[Al12Si12O48],|Na64(H2O)326.71|[Si96Al96O384]或|Na91.7|[Si96Al96O384]。孔穴十分巨大。該型始於立方晶系,具立方面心晶胞,晶胞參數 = 24.6Å左右。A型沸石具有吸附水分子的良好性能,乾燥性能很高,易再生,可反覆使用。5A型可以高效分立正丁烷和異丁烷,3A型可乾燥乙烯、丙烯等氣體。[1]

磷酸鋁沸石[編輯]

磷酸鋁沸石,代號AFI,又稱介孔磷酸鋁(meso-porous aluminum phosphates)。典型組成是AlPO4。屬於六方晶系, = 13.827Å, = 8.580Å。磷酸鋁沸石具有優良的反應活性,可以製備單層碳納米管;亦可用作催化劑,將乙烷氧化為乙二酸。[2]

參見[編輯]

參考文獻[編輯]

  1. ^ 無機化學. 高等教育出版社. 2002年第二版: 938頁. ISBN 978-7-04-011583-3. 
  2. ^ 無機化學. 高等教育出版社. 2002年第二版: 939頁. ISBN 978-7-04-011583-3. 

外部連結[編輯]