化学中沸石是什么

化学中沸石是什么,第1张

【简介】:

沸石(zeolite)是一种矿石,最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”(瑞典文zeolit)。在希腊文中意为“沸腾”(zeo)的“石头”(lithos)。此后,人们对沸石的研究不断深入。

【化学式】:

沸石的一般化学式为:AmBpO2p·nH2O,结构式为A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中:A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子,B为Al和Si,p为阳离子化合价,m为阳离子数,n为水分子数,x为Al原子数,y为Si原子数,(y/x)通常在1~5之间,(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。

分子 量:218.247238

EINECS号 215-283-8

【品种】:

自然界已发现的沸石有30多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。晶体所属晶系随矿物种的不同而异,以单斜晶系和正交晶系(斜方晶系)的占多数。方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形,片沸石、辉沸石呈板状,毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状,钙十字沸石和辉沸石双晶常见。纯净的各种沸石均为无色或白色,但可因混入杂质而呈各种浅色。玻璃光泽。解理随晶体结构而异。莫氏硬度中等。比重介于2.0~2.3,含钡的则可达 2.5~2.8。沸石主要形成于低温热液阶段,常见于喷出岩气孔中,也见于热液矿床和近代温泉沉积中。沸石可以借水的渗滤作用,以进行阳离子的交换,其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换,工业上用以软化硬水。沸石的晶体结构是由硅(铝)氧四面体连成三维的格架,格架中有各种大小不同的空穴和通道,具有很大的开放性。碱金属或碱土金属离子和水分子均分布在空穴和通道中,与格架的联系较弱。不同的离子交换对沸石结构影响很小,但使沸石的性质发生变化。晶格中存在的大小不同空腔,可以吸取或过滤大小不同的其他物质的分子。工业上常将其作为分子筛,以净化或分离混合成分的物质,如气体分离、石油净化、处理工业污染等。

【工业用途】:

一、斜发沸石

在岩石致密结构处的斜发沸石,多呈似放射状板片集合体微形态,而在孔隙发育处,可形成具完好或部分完好几何形态的板块晶体,宽可达20mm,厚5mm左右,端部约呈120度角,有的呈菱形板片和板条状。EDX谱为Si、Al、Na、K、Ca。

二、丝光沸石

SEM特征微形态为纤性状,纤丝般细直或稍有弯曲,直径约为0.2mm,长度可达几mm,可为自生矿物,但也见到在蚀变矿物外缘,呈放射状逐渐分开形成纤丝状丝光沸石。此种丝光沸石应为改造型矿物。EDX谱主为Si、Al、Ca、Na。

三、方沸石

SEM特征微形态为四角三八面体和各种形态的聚形,晶面多呈4、6边形,晶粒可大至几十mm,EDX谱特征元素为Si、Al、Na,可以有少量Ca。

四、菱沸石

SEM特征微形态短菱柱形大小可从1mm到几mm,EDX谱为Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。

【结构特点】:

有很多种,已经发现的就有36种。它们的共同特点就是具有架状结构,就是说在它们的晶体内,分子像搭架子似地连在一起,中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分子,因此它们是含水矿物。这些水分在遇到高温时会排出来,比如用火焰去烧时,大多数沸石便会膨胀发泡,像是沸腾一般。沸石的名字就是因此而来。不同的沸石具有不同的形态,如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体,片沸石和辉沸石则呈板状,丝光沸石又成了针状或纤维状等等。各种沸石如果内部纯净的话,它们应该是无色或白色,但是如果内部混入了其他杂质,便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道沸石中的水分可以跑出来,但这并不会破坏沸石内部的晶体结构。因此,它还可以再重新吸收水或其他液体。于是,这也成了人们利用沸石的一个特点。我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质,可以让它使空气变得干燥,可以让它吸附某些污染物,净化和干燥酒精等等。沸石矿物有很广的分布。特别多见于由火山碎屑形成的沉积岩石中,在土壤中也有发现。

【防暴沸原理】:

先说成因:对过热液体继续加热,会骤然而剧烈地发生沸腾现象,这种现象称为“暴沸”。或叫作“崩沸”。过热是亚稳状态。由于过热液体内部的涨落现象,某些地方具有足够高的能量的分子,可以彼此推开而形成极小的气泡。当过热的液体温度远高于沸点时,小气泡内的饱和蒸气压就比外界的压强高,于是气泡迅速增长而膨胀,以至由于破裂引起工业容器的爆炸。液体之所以发生过热的原因是液体里缺乏形成气泡的核心。为了清除在蒸馏过程中的过热现象和保证沸腾的平稳状态,常加沸石,或一端封口的毛细管,因为它们都能防止加热时的暴沸现象,把它们称做止暴剂又叫助沸剂,值得注意的是,不能在液体沸腾时,加入止暴剂,不能用已使用过的止暴剂。简单说就是因为加热时烧杯中的液体会向上冲,从而造成了一个个冒出来的“喷泉”,剧烈时甚至会溅出伤人,而沸石能够有效的阻止液体的向上冲,使加热时液体能够保持平稳。

【用途】:

吸附剂和干燥剂、催化剂、洗涤剂等。

其他用途(污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂)

天然沸石是一种新兴材料,被广泛应用于工业、农业、国防等部门,并且它的用途还在不断地开拓。沸石被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。在石油、化学工业中,用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化;气、液净化、分离和储存剂;硬水软化、海水淡化剂;特殊干燥剂(干燥空气、氮、烃类等)。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。在国防、空间技术、超真空技术、开发能源、电子工业等方面,用作吸附分离剂和干燥剂。在建材工业中,用作水泥水硬性活性掺和料,烧制人工轻骨料,制作轻质高强度板材和砖。在农业上用作土壤改良剂,能起保肥、保水、防止病虫害的作用。在禽畜业中,作饲料(猪、鸡)的添加剂和除臭剂等,可促进牲口成长,提高小鸡成活率。在环境保护方面,用来处理废气、废水,从废水废液中脱除或回收金属离子,脱除废水中放射性污染物。

在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定。沸石还被开发成为保健用品,用于抗衰老,去除体内积累的重金属。

在生产中沸石常用于砂糖的精制。

新型墙材(加气混凝土砌块)原料

随着实心黏土砖逐步退出舞台,新型墙体材料应用比例目前已达到80%墙体材料生产企业以煤矸石、粉煤灰、陶粒、炉渣、轻质工业废渣、重质建筑垃圾、沸石等为主料,积极开发新型墙体材料。

在化学蒸馏或加热实验当中常用来防止暴沸,这是因为沸石的结构当中有大量的小孔,可作为气泡的凝结核,使反应液平稳沸腾。可用敲碎至米粒大小的素烧瓷片代替。

参考资料:http://baike.baidu.com/link?url=ZltN-guDhay0hRlqN2D8yiOwY8lv0nrvhQPPvmxaYSXVXByb9iFuy2y2xGHrz2NzaKPHJJgvJAt8QeHp5s0CYK

浮石不仅可以广泛用于建筑、园林、纺织业、制衣厂、服装及牛仔服装洗水厂、洗漂厂、染整厂等行业,还是护肤、护足的佳品,可以有效的去除皮肤上残留的角质层。国内许多浮石企业依托丰富的浮石资源研制开采加工浮石系列产品,其产品以天然原料"火山石"为主,百分之百纯天然绿色产品,选料精细,价格优惠,保证质量、规格齐全、供货及时可靠,享有良好声誉,也有的企业从事浮石矿开采、建有破碎、浮石砌块空心砖、磨脚石、轻质骨料等,从基本的产品延伸到建筑建材系列。

沸石可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。虽然沸石只是分子筛的一种,但是沸石在其中最具代表性,因此"沸石"和"分子筛"这两个词经常被混用。人造沸石是:磺酸化聚苯乙烯天然沸石:铝硅酸钠。沸石族矿物常见于喷出岩,特别是玄武岩的孔隙中,也见于沉积岩、变质岩及热液矿床和某些近代温泉沉积中。

工业用途沸石

一、斜发沸石

在岩石致密结构处的斜发沸石,多呈似放射状板片集合体微形态,而在孔隙发育处,可形成具完好或部分完好几何形态的板块晶体,宽可达20mm,厚5mm左右,端部约呈120度角,有的呈菱形板片和板条状。EDX谱为Si、Al、Na、K、Ca。

二、丝光沸石

SEM特征微形态为纤性状,纤丝般细直或稍有弯曲,直径约为0.2mm,长度可达几mm,可为自生矿物,但也见到在蚀变矿物外缘,呈放射状逐渐分开形成纤丝状丝光沸石。此种丝光沸石应为改造型矿物。EDX谱主为Si、Al、Ca、Na。

三、方沸石

SEM特征微形态为四角三八面体和各种形态的聚形,晶面多呈4、6边形,晶粒可大至几十mm,EDX谱特征元素为Si、Al、Na,可以有少量Ca。

四、菱沸石

SEM特征微形态短菱柱形大小可从1mm到几mm,EDX谱为Si、Al、Ca、可以有K、Na的少量存在。


欢迎分享,转载请注明来源:夏雨云

原文地址:https://www.xiayuyun.com/zonghe/148382.html

(0)
打赏 微信扫一扫微信扫一扫 支付宝扫一扫支付宝扫一扫
上一篇 2023-03-20
下一篇2023-03-20

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

    保存