實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)表明:Zeolite的過濾和吸收能力優(yōu)于傳統(tǒng)的過濾介質(zhì),包括沙子和無煙煤。這歸因于沸石的表面積,它比許多其他顆粒材料大七到八倍。

沸石一詞最初是由瑞典礦物學(xué)家 Axel Fredrik Cronstedt 于 1756 年創(chuàng)造的,他觀察到這種被認(rèn)為是輝石的材料被快速加熱會(huì)從被材料吸收的水中產(chǎn)生大量蒸汽。基于此,他將這種材料命名為沸石,源自希臘語 ζ?ω (zéō),意為“沸騰”和 λ?θο? (líthos),意為“石頭”。

天然沸石是具有相對(duì)開放的三維晶體結(jié)構(gòu)的固體,由鋁、氧和硅元素構(gòu)成,堿金屬或堿土金屬(如鈉、鉀和鎂)加上水分子被困在它們之間的空隙中。

沸石是水過濾的天然礦物質(zhì)-國(guó)投盛世

沸石最有趣的地方在于它們開放的籠狀“框架”結(jié)構(gòu),以及它可以將其他分子困在其中的方式。這就是水分子和堿金屬或堿土金屬離子(帶正電的原子,電子太少,有時(shí)稱為陽離子)如何成為沸石晶體的一部分——盡管它們不一定永久保留在那里。沸石可以將其他帶正電的離子與最初捕獲在其中的金屬離子交換(技術(shù)上稱為陽離子交換),并且正如 Cronstedt 在 250 多年前發(fā)現(xiàn)的那樣,它們也可以很容易地獲得或失去水分子(這稱為可逆的脫水)。沸石中有固定大小的規(guī)則開口,可以讓小分子直接通過但捕獲較大的分子;這就是為什么他們’?有時(shí)也稱為分子篩。與以隨機(jī)形式和混合尺寸出現(xiàn)的天然沸石不同,合成沸石以非常精確和均勻的尺寸(通常從約 1μm 到 1mm)制造以適應(yīng)特定應(yīng)用;換句話說,它們被制成一定的尺寸以將一定(較小)尺寸的分子困在其中。

天然沸石可以通過加熱和化學(xué)改性(酸、堿和無機(jī)鹽)等單一或組合處理進(jìn)行改性。沸石的化學(xué)和熱處理可能導(dǎo)致陽離子遷移,從而影響陽離子位置和孔隙開口。“孔隙工程”是一個(gè)流行的術(shù)語,用于描述沸石改性中使用的方法,其中一些吸附劑特性受到操縱。沸石/溶液接觸中的離子交換和吸附過程同時(shí)發(fā)生。

根據(jù)所用的固體樣品和溫度,在高溫下進(jìn)行熱處理可以通過從孔道中去除水分子和有機(jī)物來增加孔隙體積。存在于沸石骨架籠和通道中的水占沸石總質(zhì)量的 10 – 25%。為了能夠在水處理中有效使用沸石,重要的是要了解特定沸石材料的脫水性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。