Цеолит — это общее название кристалла пористого алюмосиликата с рамочной структурой.
Его общая химическая формула приведена ниже:
(Na, K)x(Mg, Ca, Sr, Ba)y[Alx +2ySin-(x +2y)].mH2O
X: количество ионов щелочных металлов
Y: ионы щелочноземельных металлов
n: сумма числа Al-S ионов
m: количество молекул воды
Классификация цеолита
Естественный цеолит и синтетический цеолит
Существует пять видов естественного цеолита с крупными промышленными месторождениями, включая клиноптилолит, флокит, хабазит, эрионит и филлосит. Но в Китае обычно широко используются только клиноптилолит и флокит.
В практическом применении обычно используется синтетический цеолит. Существуют тип A, тип X, тип Y. У нас есть естественный цеолит, но синтетический цеолит имеет более структурированную и стабильную форму.
Кристаллическая структура цеолита
В минералах цеолита содержится 80% SiO2 и Al2O3. Однако разное соотношение Al-Si формирует различные виды минералов цеолита. Вода также является основным компонентом цеолита. Примерно 10%. Однако вода не участвует в структуре цеолита. Она только поглощается в микропорах кристалла цеолита.
Основное различие между различными видами цеолита заключается в том, что у них разные каркасы. Каркас представляет собой трехмерную пространственную структуру, образованную с О2, Si, Al, исключая щелочные, щелочноземельные элементы и воду.
Все виды цеолитов имеют свою особую форму и размер пустот и каналов, поэтому они могут адсорбировать и удерживать молекулы различной формы и размера.
Квадратный натриевый тип, например, тип A: K A(3A), Na A(4A), Ca A(5A); Октаэдрический тип, например, тип X: Ca X(10X), Na X(13X) и тип Y: Na Y, Ca Y; Тип флокита, (-M): высокосиликатный цеолит, например, ZSM-5 и т. д.
Химическая формула молекулярного сита цеолита
Молекулярное сито 3A
Химическая формула 2/3K2O . 1/3Na2O . Al2O3 . 2SiO2 . 9/2H2O
Отношение Si-Al: SiO2/Al2O3≈2
Молекулярное сито 4A
Na2O . Al2O . 2SiO2 . 9/2H2O
Отношение Si-Al: SiO2/Al2O3≈2
Молекулярное сито 5A
Химическая формула: 3/4CaO . 1/4Na2O . Al2O3 . 2SiO2 . 9/2H2O
Отношение Si-Al: SiO2/Al2O3≈2
Молекулярное сито 5A с обогащенным кислородом
Химическая формула: 4/5CaO . 1/5Na2O . Al2O3 . 2SiO2
Отношение Si-Al: SiO2/Al2O3≈2, главным образом используется для генерации кислорода методом ПСА.
Молекулярное сито 10X
Химическая формула: 4/5CaO . 1/5Na2O . Al2O3 . (2.8±0.2)SiO2 . (6-7)H2O
Отношение Si-Al: SiO2/Al2O3≈2.6-3.0, эффективный диаметр пор: около 9A
Молекулярное сито 13X
Химическая формула: Na2O . Al2O3 .（2.8±0.2）SiO2 . （6-7）H2O
Отношение Si-Al: SiO2/AL2O3≈2.6-3.0, эффективный диаметр пор: около 10A
Структура молекулы зеолита
1 — клетка (кубическая решетка с β клеткой в качестве частицы),
2 — восьмиугольная клетка,
3 — кубическая клетка,
4 — β клетка (основная единица для синтетических молекулярных сит 4A, X, Y, угловой октаэдр),
5 — шестиугольные клетки,
6 — клетка r,
7 — восьмиугольная клетка.
Клетка β образована 8 шестиместными кольцами и 6 четырёхместными кольцами.
8 β клеток, соединённых с четырёхместными кольцами, называются α клеткой.
