豫嵩沸石的穩(wěn)定性
天然沸石,如斜發(fā)沸石、絲光沸石等都具有良好的耐酸性和熱穩(wěn)定性。
天然沸石一般加熱至650℃持續(xù)12h,沸石結(jié)構(gòu)不變,而在800-900℃下持續(xù)12h,結(jié)構(gòu)破壞。
天然沸石的熱穩(wěn)定性取決于沸石的硅與鋁和平衡陽離子的比率,一般在其組成變化范圍內(nèi),硅含量越高,則穩(wěn)定性越好。平衡陽離子性質(zhì)的一些變化,對于晶體的穩(wěn)定性有顯著影響。富鈣的天然斜發(fā)
沸石在500℃下即可分解,而同一樣品若用鉀離子進(jìn)行離子交換,則其溫度達(dá)800℃仍不破壞。
沸石在使用和再生時(shí),常常要遭受酸性介質(zhì)和高溫的作用,由于天然沸石在這些方面具有優(yōu)越性,因此在這個(gè)意義上說天然沸石較合成沸石有更廣泛的應(yīng)用作用。
豫嵩沸石的吸附性能
一切固體物質(zhì)表面的原子或分子和固體內(nèi)部的原子或分子所處的狀態(tài)是不同的。在固體內(nèi)部原子或分子所受的吸引力是對稱的,它均勻地分布在周圍的原子或分子上,處于力場飽和的平衡狀態(tài);而表
面的原子和分子所受的力則是不對稱的,也就是說固體表面有過剩的表面自由能,即表面有吸附力場存在,這種吸附力稱為色散力,是固體表面對氣體或液體具有吸附作用的原因。
沸石吸附的特點(diǎn):
1. 吸附量大:沸石之所以能大量吸附其他物質(zhì),主要是由沸石內(nèi)部獨(dú)特的結(jié)構(gòu)決定的,當(dāng)沸石格架中的水被除去后,形成內(nèi)表面很大的孔穴,可習(xí)慣并儲(chǔ)存大量的分子。
2. 選擇性吸附:沸石晶體內(nèi)部存在很多孔穴和孔道,它們的體積占沸石晶體總體積的50%以上,而且孔穴、孔道大小均勻、固定,和普通分子的大小相當(dāng)。一般孔穴直徑在6-15A。之間,孔道直
徑在3-10A。之間,只有那些直徑比表小的分子才能通過沸石孔道被吸附,而直徑大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔穴,則不能被沸石吸附,因此沸石的選擇吸附、篩分分子性能決定于沸石的孔徑和被吸附
分子的大小。
3. 率吸附:沸石具有率吸附性能,特別是針對H2O、NH3、H2S、CO2等高極性分子具有很高的親和力。尤其是對水,即使在低相對濕度和地濃度、高溫等不利條件下,仍能吸附。
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沸石的結(jié)構(gòu)特性
沸石是一種呈結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的多孔硅鋁酸鹽礦物質(zhì),是30多種沸石族礦物的總稱。在世界40多個(gè) 的火山碎屑沉積巖中,已發(fā)現(xiàn)有1000多處沸石產(chǎn)地。常見的主要礦物有鈉沸石、鈣沸石、方沸石、束沸石、主沸石、濁沸石、毛沸石、斜發(fā)沸石、絲光沸石等,它們含水量的多少隨外界溫度和濕度的變化而變化。其化學(xué)通式可以表示為:(Na,K)x(Mg,Ca,Sr,Ba……)y?[Alx+ySin-(x+2y)
O2n]?mH2O。其中,x為堿金屬離子個(gè)數(shù),y為堿土金屬離子個(gè)數(shù),n表示鋁硅離子的個(gè)數(shù)之和,m表示水分子的個(gè)數(shù)[4~6]。
構(gòu)成沸石結(jié)晶陰離子型架狀結(jié)構(gòu)的基本單位是硅氧(SiO4)四面體和鋁氧(AlO4)四面體。在這種四面體中,中心是硅(或鋁)原子,每個(gè)硅(或鋁)原子的周圍有4個(gè)氧原子,各個(gè)硅氧四面體通過處于四面體頂點(diǎn)的氧原子互相連接起來,形成所謂的巨大分子。其中在鋁氧四面體中由于1個(gè)氧原子的價(jià)電子沒有得到中和,使得整個(gè)鋁氧四面體帶有1個(gè)負(fù)電荷,為保持電中性,附近要有1個(gè)帶正電荷的金屬陽離子(M+)來抵消極性(通常是堿金屬或堿土金屬離子)。這些陽離子和鋁硅酸鹽結(jié)合相當(dāng)弱,具有很大的流動(dòng)性,易和周圍水溶液中的陽離子發(fā)生交換作用,交換后的沸石結(jié)構(gòu)不被破壞。
沸石的這種結(jié)構(gòu)決定了它具有離子交換性。