一般來講，表征天然沸石性能的指標(biāo)有：沸石總陽離子交換量、沸石陽離子交換量、沸石吸鉀量、吸附水、真密度、沸石吸氨量以及吸水率等等，因?yàn)楸菊n題中不涉及沸石吸鉀量等方面的問題，故僅對(duì)其中四項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測試。

?沸石總陽離子交換量測試方法

沸石含有一定量可交換的陽離子。當(dāng)用氯化銨-氫氧化銨溶液為交換液時(shí)，試料中的可交換陽離子就和交換液中的銨離子發(fā)生交換。交換后的試料洗凈多余的氯化銨，再加入氯化鈣溶液置換出所交換的銨離子，然后和甲醛縮合產(chǎn)生等量的鹽酸，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測得總陽離子交換容量^[23]。表2.2為實(shí)驗(yàn)所用的主要試劑和儀器。

表2.2??試劑及儀器

Tab.?2.2??Schedule of?instruments?and reagents

名稱	規(guī)格	產(chǎn)地
天然斜發(fā)沸石	——	圍場
玻璃儀器	——	遼寧沈陽玻璃儀器有限公司
氯化銨	分析純	沈陽市新宇化工廠
氨水	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
聚氧化乙烯	分析純	長春市大地精細(xì)化工廠
氫氧化銨	分析純	沈陽市新宇化工廠
鄰苯二甲酸氫鉀	分析純	天津市大茂化學(xué)試劑廠
甲醛	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
硝酸銀指示劑	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
定性濾紙	φ9cm	杭州特種紙業(yè)有限公司
氫氧化鈉	分析純	沈陽市新宇化工廠

(1) ?試劑及其配制方法

① ?氫氧化銨溶液c(NH₄OH)=0.01mol/L：取1.4ml氨水（1+1），加水稀釋至1000ml。

② ?氯化銨-氫氧化銨交換液：稱取30g氯化銨，加入30ml氨水（ρ=0.90g/ml），再加水溶解后稀釋至1000ml。

③ ?聚氧化乙烯溶液：稱取0.5g聚氧化乙烯[-(CH₂-CH₂-O)_n-]，用500ml水浸泡過夜。

④ ?氯化鈣-甲醛混合溶液：取500g氯化鈣和500ml甲醛，用4000ml水溶解后，以氫氧化鈉溶液調(diào)至酚酞指示劑呈微紅色。

⑤ ?氫氧化鈉溶液c(NaOH)=1.0mol/L：稱取40g氫氧化鈉，溶于1000ml水中。

⑥ ?氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液c(NaOH)=0.1mol/L。稱取4g氫氧化鈉，溶解于1000ml剛煮沸冷卻的水中。

標(biāo)定：稱取0.5000g（精確至±0.0001g）曾在120℃烘2h的苯二甲酸氫鉀（C₈H₅KO₄），置于250ml燒杯中，加入50ml剛煮沸并冷卻的水，攪拌溶解，加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈粉紅色。

⑦ ?硝酸銀指示劑：稱取0.1g硝酸銀，溶解在100ml水中。

⑧ ?酚酞指示劑：稱取0.1g酚酞（C₂₀H₁₄O₄），溶解在100ml無水乙醇中。

(2) ?測試步驟

① ?試料：稱取粒徑小于0.074mm干燥試樣1.0000g，精確至±0.0001g。

② ?將試料置于100ml燒杯中，加入25ml氯化銨-氫氧化銨交換液，搖勻，放置25min。

③ ?邊搖邊加入10滴聚氧化乙烯溶液，待溶液絮凝澄清后，用快速定性濾紙（φ9cm）過濾，用氫氧化銨溶液洗滌燒杯及試料5~6次，再繼續(xù)用氫氧化銨溶液洗滌至用硝酸銀指示劑檢查無氯離子為止。

④ ?將濾紙連同試料一起放入100ml錐形瓶中，加入25ml氯化鈣-甲醛混合溶液，約加入相當(dāng)總離子交換容量80%的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加4滴酚酞指示劑，蓋上橡皮塞，手搖激烈振蕩1min。

⑤ ?繼續(xù)邊搖邊用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色時(shí)停止滴定。再搖動(dòng)3~5min，如紅色消失則需再滴定，直至3~5min內(nèi)紅色穩(wěn)定為止。

(3) ?測試結(jié)果的計(jì)算

① ?按式（2.2）計(jì)算總陽離子交換容量：

式中：CEC——總陽離子交換容量的數(shù)值，單位為毫摩爾每克或毫摩爾每百克[mmol/g(×100，mmol/100g)]；

② ?總陽離子交換容量計(jì)算至四位小數(shù)（兩位小數(shù)）?？傟栯x子交換容量<0.60mmol/g時(shí)，誤差不計(jì)；0.60~1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.12mmol/g；>1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.16mmol/g。

沸石陽離子交換量測試方法

沸石的總陽離子交換容量實(shí)質(zhì)上包括沸石、蒙脫石、高嶺土等礦物的陽離子交換容量。由于沸石具有晶體結(jié)構(gòu)孔腔較小的特點(diǎn)，因此當(dāng)采用四丁基溴化銨大陽離子交換液進(jìn)行交換處理時(shí)，四丁基溴化銨陽離子可將經(jīng)氯化銨-氫氧化銨交換液交換后的蒙脫石、高嶺土等礦物中的銨離子置換出來，而沸石所交換的銨離子由于四丁基溴化銨陽離子不能進(jìn)入其孔腔而保持在晶穴內(nèi)。然后加入氯化鈣溶液置換出沸石所交換的銨離子，再和甲醛縮合產(chǎn)生等摩爾的鹽酸，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，測得沸石陽離子交換容量^[23]。表2.3為實(shí)驗(yàn)所用的主要試劑和儀器。

表2.3??試劑及儀器

Tab. 2.3 ?Schedule of?instruments and reagents

名稱	規(guī)格	產(chǎn)地
天然斜發(fā)沸石	——	河北
玻璃儀器	——	遼寧沈陽玻璃儀器有限公司
氯化銨	分析純	沈陽市新宇化工廠
氨水	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
聚氧化乙烯	分析純	長春市大地精細(xì)化工廠
氫氧化銨	分析純	沈陽市新宇化工廠
四丁基溴化胺	分析純	天津市遠(yuǎn)航化學(xué)品有限公司
鄰苯二甲酸氫鉀	分析純	天津市大茂化學(xué)試劑廠
甲醛	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
硝酸銀指示劑	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
定性濾紙	φ9cm	杭州特種紙業(yè)有限公司
氫氧化鈉	分析純	沈陽市新宇化工廠

(1) ?試劑及其配制方法

① ?四丁基溴化銨交換液c[(C₄H₉)₄NBr]=0.2mol/L；稱取64.4g四丁基溴化銨，溶于1000ml水中。

② ?氯化鈣-甲醛混合溶液：取500g氯化鈣和500ml甲醛，用4000ml水溶解后，以氫氧化鈉溶液調(diào)至酚酞指示劑呈微紅色。

③ ?氫氧化鈉溶液c（NaOH）=1mol/L:稱取40g氫氧化鈉，溶于1000ml水中。

④ ?氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液c（NaOH）=0.1mol/L。稱取4g氫氧化鈉，溶解于1000ml剛煮沸冷卻的水中。標(biāo)定：稱取0.5000g（精確至±0.0001g）曾在120℃烘2h的苯二甲酸氫鉀（C₈H₅KO₄），置于250ml燒杯中，加入50ml剛煮沸并冷卻的水，攪拌溶解，加2滴酚酞指示劑，用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈粉紅色。

204.23——苯二甲酸氫鉀的分子量。

⑤ ?酚酞指示劑：稱取0.1g酚酞（C₂₀H₁₄O₄），溶解在100ml無水乙醇中。

⑥ ?氫氧化銨c(NH₄OH)=0.01mol/L；取1.4ml氨水（1+1），加水稀釋至1000ml。

⑦ ?氯化銨-氫氧化銨交換液：稱取30g氯化銨，加入30ml氨水（ρ=0.90g/ml），再加水溶解后稀釋至1000ml。

⑧ ?聚氧化乙烯溶液：稱取0.5g聚氧化乙烯[-(CH₂-CH₂-O)_n-]試劑級(jí)，用500ml水浸泡過夜。

⑨ ?稱取0.1g硝酸銀，溶解在100ml水中。

(2) ?測試步驟

① ?準(zhǔn)確稱取粒徑小于0.074mm干燥試樣1.0000g，精確至±0.0001g。將試料置于100ml燒杯中，加入25ml氯化銨-氫氧化銨交換液，搖勻，放置25min。

② ?邊搖邊加入10滴聚氧化乙烯溶液，待溶液絮凝澄清后，用快速定性濾紙（φ9cm）過濾，用氫氧化銨溶液洗滌燒杯及試料5~6次。再繼續(xù)用氫氧化銨溶液洗滌至用硝酸銀指示劑檢查無氯離子為止。

③ ?將濾紙連同試料一起放入100ml燒杯中，加入40ml四丁基溴化銨交換液，搖勻，在沸水浴上加熱1h，加熱時(shí)經(jīng)常攪拌。

④ ?用快速定性濾紙（φ9cm）過濾，用水洗滌燒杯及試料。

⑤ ?將濾紙連同試料一起放入100ml錐形瓶中，加入25ml氯化鈣-甲醛混合溶液，約加入相當(dāng)沸石陽離子交換容量80%的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液，再加4滴酚酞指示劑，蓋上橡皮塞，手搖激烈振蕩1min。

⑥ ?繼續(xù)邊搖邊用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液出現(xiàn)紅色時(shí)停止滴定。再搖動(dòng)3~5min，如紅色消失則需再滴定，直至3~5min內(nèi)紅色穩(wěn)定為止。

(3) ?測試結(jié)果的計(jì)算

① ?按式（2.4）計(jì)算總陽離子交換容量：

② ?總陽離子交換容量計(jì)算至四位小數(shù)（兩位小數(shù)）。總陽離子交換容量<0.60mmol/g時(shí)，誤差不計(jì)；0.60~1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.12mmol/g；>1.00mmol/g時(shí)，允許絕對(duì)誤差為0.16mmol/g。

?沸石吸氨量測試方法

試樣用氯化銨煮沸改型，經(jīng)水洗滌后，再加氯化鉀溶液作用，將交換的銨離子置換出來，然后加入甲醛，被置換出的銨離子和甲醛作用生成鹽酸，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定，計(jì)算其吸氨量^[24]。表2.4中列出的為沸石吸氨量測試所需的主要試劑及儀器。

表2.4??試劑及儀器

Tab.?2.4??Schedule of?instruments?and reagents

名稱	規(guī)格	產(chǎn)地
天然斜發(fā)沸石	——	河北
玻璃儀器	——	遼寧沈陽玻璃儀器有限公司
氯化銨	分析純	沈陽市新宇化工廠
紙漿	——	定量濾紙浸泡自制
氨水	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
酸性鉻藍(lán)K指示劑	分析純	沈陽市華東試劑廠
硝酸銀指示劑	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
酚酞指示劑	分析純	沈陽市華東試劑廠
甲醛	分析純	錦州太和化學(xué)試劑廠
氯化鉀	分析純	沈陽市試劑五廠
慢速定性濾紙	Φ11cm	杭州特種紙業(yè)有限公司
氫氧化鈉	分析純	沈陽市新宇化工廠

測定沸石吸氨量的步驟為：

(1) ?稱取1.000g（準(zhǔn)確至0.001g）試樣置于250ml燒杯中，加入0.1mol/L氯化銨溶液50ml和少許紙漿，在電熱板上煮沸并保溫30min。

(2) ?取下，用慢速定性濾紙過濾，用煮沸的1.0mol/L氯化銨溶液洗滌，直至流出的溶液中無鈣、鎂離子為止（檢查方法：在小燒杯中加入幾毫升氨-氯化銨緩沖溶液和1滴酸性鉻藍(lán)K指示劑，承接一些濾液，如溶液不變色，說明已洗凈）。

(3) ?再改用溫水洗滌至無氯離子（硝酸銀溶液檢查），用水將漏斗尾部沖洗一下，防止少量氯化銨沾污。

(4) ?漏斗改用清潔的250ml燒杯承接，分三次加入煮沸的1.0mol/L氯化鉀溶液80ml。待漏斗中溶液流完后，在燒杯中加入甲醛溶液（使用前用0.1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液中和至酚酞指示劑呈粉紅色）15ml，以酚酞為指示劑，用0.1mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色。

(5) ?再在燒杯中接取一次1.0mol/L的氯化鉀溶液，榮溶液紅色30s不褪色，表示終點(diǎn)已到，如紅色褪去，則應(yīng)重復(fù)滴定至穩(wěn)定的紅色為止。以三次滴定所消耗的氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的總體積計(jì)算結(jié)果。

(6) ?分析結(jié)果的表述：

吸氨量X（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，數(shù)值以mmol/100g表示）按式2.5計(jì)算：

?沸石吸水率測試方法

沸石吸水率測定方法參照膨潤土吸水率測定方法^[23]，其基本原理是利用礦物本身的毛細(xì)作用，2h所能吸附水的質(zhì)量為吸水率。吸水率測定裝置（見圖2.4）由500mm長、內(nèi)徑為2mm的玻璃毛細(xì)管（1）、三通開關(guān)（2）、砂芯漏斗（3）和盛水漏斗（4）組成。此四部分用透明軟膠管聯(lián)結(jié)在一起，借滴定管架固定，砂芯漏斗過濾板和玻璃毛細(xì)管中心線調(diào)整在同一水平面上。在測試吸水率時(shí)，儀器管道的各段必須排除全部氣泡，否則影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

測定沸石吸水率的步驟為：

(1) ?將水注入盛水漏斗，將三通開關(guān)轉(zhuǎn)向盛水漏斗-毛細(xì)管方向，使玻璃毛細(xì)管內(nèi)充滿水。再將三通開關(guān)轉(zhuǎn)向盛水漏斗-砂芯漏斗方向，將水充至砂芯漏斗過濾板水平。充水后，玻璃毛細(xì)管、砂芯漏斗、軟膠管中均不得有氣泡存在。

(2) ?將三通開關(guān)轉(zhuǎn)向毛細(xì)管-砂芯漏斗方向，用定性濾紙?jiān)谏靶韭┒愤^濾板上輕輕沾拭，將玻璃毛細(xì)管中的水柱調(diào)整到L₀點(diǎn)（精確至±0.5mm）。

(3) ?此時(shí)如玻璃毛細(xì)管中水柱向砂芯漏斗方向移動(dòng)，同時(shí)有水由砂芯漏斗過濾板溢出，說明砂芯漏斗位置偏低。如玻璃毛細(xì)管中水柱向相反方向移動(dòng)，說明砂芯漏斗位置偏高。應(yīng)反復(fù)調(diào)節(jié)砂芯漏斗位置，直至玻璃毛細(xì)管水柱在L₀處穩(wěn)定（精確至±0.5mm）。

(4) ?稱取粒徑小于0.074mm干燥試樣0.2000g，將試料通過短徑漏斗輕輕倒在砂芯漏斗過濾板上堆成錐形，由于試料的毛細(xì)管吸附作用，玻璃毛細(xì)管中的水柱逐漸移動(dòng)。2h后讀取玻璃毛細(xì)管中水柱位置L_t（精確至±0.5mm）。