沸石的性质及应用

沸石的性质及应用

沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物。已发现的天然沸石有数十种。常见的有斜方沸石、丝光沸石、菱沸石、钙沸石、钠沸石、浊沸石等。晶体多呈纤维状、柱状、毛发状等。一般为浅色。具有玻璃或丝光的光泽。相对密度1.9～2.3。硬度3～3.5。它是由硅氧铝氧四面体组成的架状硅酸盐。其铝氧四面体中，氧原子有一价未得到中和，整个铝氧四面体带有负电，而有附近带正电的阳离子如K、Na、Ca等碱或碱土金属离子来补偿平衡。晶格间由硅氧四面体形成的四方、正方或更复杂的晶环所构成，内部具有多孔穴和多孔道的敞开式微孔结构，并具有精确而固定的直径（约为3～11）。

各种不同的沸石，其直径也不同，小于该直径的物质能被吸附，而大于该直径的物质则被排除在外。沸石具有很大的比表面积(500~1000㎡/g，因而具有很大的吸附表面，可以容纳大量的吸附物质，促使化学反应在其表面进行，因而可用作催化剂及催化剂载体；沸石具有较高的热稳定性及耐酸性，如菱沸石的分解温度是600～865℃，浊沸石为345～800℃，丝光沸石可达800～1000℃。在100℃与强酸作用2h，其晶格基本上不破坏；沸石还具有可逆的阳离子交换性能，通过离子交换，可以改进沸石的吸附及催化性能，从而拓宽其应用范围。

沸石种类较多，但它们的构造都是三维的，根据晶体形态特征或结晶习性，可将沸石分为三维架状构造沸石（包括方沸石、菱沸石、钠菱沸石、丝光沸石等）、片状构造沸石（包括柱沸石、片沸石、辉沸石等）、纤维构造沸石（包括钡沸石、中沸石、钠沸石、钙沸石、杆沸石等）及未分类沸石（包括锶沸石、八面沸石、浊沸石、钙十字沸石等）。

按沸石孔道体系可将沸石分为孔道彼此互不通连的一维体系沸石（如方沸石、浊沸石、镁钾沸石等）、孔道在平面方面彼此通连的二维体系沸石（如钠沸石、钙沸石、中沸石、杆沸石、纤沸石、钡沸石、丝光沸石、柱沸石、片沸石、斜发沸石、辉沸石、条沸石等）、孔道可彼此通连的三维体系沸石（如毛沸石、菱沸石、八面沸石等）。

按沸石内部构造可将沸石分为方钠石族、菱沸石族、钙十字沸石族、钠沸石族、片沸石族、丝光沸石等类型。

沸石主要用作石油化工催化剂、载体、干燥剂、吸附剂、分离剂、废水处理剂、废气净化剂等。在环境保护中可用于饮用水除氟、除氨氮，可用于处理含铅、含汞、含铬等废水；农业上可用作土壤改良剂、肥料添加剂；建筑上可用于制造彩色水泥、高性能混凝土；造纸工业中可用作填料，以提高纸张白度及吸水性；洗涤剂工业中可用作助洗剂及漂白剂；医药上可用作离子吸附剂、抗菌助剂及缓释药物载体等。