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

大約250,000年前,在羅托魯瓦/陶波地區(qū),強(qiáng)烈的火山活動(dòng)產(chǎn)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(dá)80米的沉積層。隨后的地下熱活動(dòng)迫使熱水(120C)向上通過(guò)這些地層礦床,將粘土轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂杏行騼?nèi)部結(jié)構(gòu)序列的軟巖,因此被稱(chēng)為沸石。

一、什么類(lèi)型的沸石?

大約有40種不同的沸石類(lèi)型,它們的出現(xiàn)取決于形成過(guò)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Clinoptilolite。地層中熱水流動(dòng)的位置、持續(xù)時(shí)間和強(qiáng)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(qiáng)的機(jī)械強(qiáng)度,而那些較遠(yuǎn)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(zhì)階段,無(wú)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(dú)特的配置,它們具有高負(fù)電荷(陽(yáng)離子交換容量,通常大于100meq/100g)。溶液中帶正電的陽(yáng)離子(或懸浮在空氣中的分子)可以被吸收到晶格上,根據(jù)pH值,陽(yáng)離子濃度和電荷特性可以在以后釋放。這種結(jié)合蜂窩結(jié)構(gòu)和凈負(fù)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(zhì),再到減少農(nóng)場(chǎng)的氮和磷滲濾液。

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