沸石是多年前由火山灰落入堿性水源并承受壓力而產生的天然礦物,這種壓力組合導致沸石可以形成二氧化硅-氧四面體的三維骨架結構,其晶體骨架呈帶有孔隙的蜂窩狀網絡,是具有天然負電荷的稀有礦物之一。蜂窩結構和凈負電荷的結合使沸石既能吸收液體又能吸收化合物,負電荷與陽離子如鈣、鎂、鉀和鈉平衡,并且這些陽離子可以進行交換。?

大約250,000年前,在羅托魯瓦/陶波地區,強烈的火山活動產生了巨大的火山灰,這些火山被沖刷并侵蝕成湖泊,形成了深達80米的沉積層。隨后的地下熱活動迫使熱水(120C)向上通過這些地層礦床,將粘土轉變為具有有序內部結構序列的軟巖,因此被稱為沸石。

一、什么類型的沸石?

大約有40種不同的沸石類型,它們的出現取決于形成過程中的條件。位于新西蘭北島中部陶波火山帶的Ngakuru沸石主要是絲光沸石和斜發沸石。地層中熱水流動的位置、持續時間和強度決定了熱變的程度。靠近熱裂隙的沉積物被完全改變并且通常具有很強的機械強度,而那些較遠的沉積物通常改變不良并且可以分解成組成粘土。

二、沸石是如何工作的?

第一,離子吸附能力?。在熱變質階段,無定形材料從粘土上被洗掉,留下鋁和氧化硅的3D骨架,由于獨特的配置,它們具有高負電荷(陽離子交換容量,通常大于100meq/100g)。溶液中帶正電的陽離子(或懸浮在空氣中的分子)可以被吸收到晶格上,根據pH值,陽離子濃度和電荷特性可以在以后釋放。這種結合蜂窩結構和凈負電荷,使沸石既能吸收液體又能吸附化合物。沸石既像海綿又像磁鐵。吸收液體和交換磁性化合物,使其適用于各種用途,從消除異味到清理溢出的有毒物質,再到減少農場的氮和磷滲濾液。

第二,物理吸收能力。沸石具有超大的內外比表面積(高達145平方米/克)的特性,其可以吸收更多的液體。當干燥時,這些沸石中的一些能夠以液體形式吸收高達自身重量的70%。例如,在運動草坪中,沸石將添加的肥料中吸收可溶性養分,使其可在以后滿足植物需求吸水,增加持水能力,而不會對孔隙空間和滲透率產生不利影響。