沸石：修订间差异
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'''沸石'''是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物，最早发现于1756年。[[瑞典]] |
'''沸石'''是一种含有水架状结构的铝硅酸盐[[矿物]]群，最早发现于1756年。[[瑞典]]矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然铝硅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''），其名稱來自希腊文“{{lang|grc|ζέω (zéō)}}”（意思為沸騰的）和“{{lang|grc|λίθος (líthos)}}”（意思為石頭）。此后人们对沸石的研究不断深入。<ref>{{Cite journal|vauthors=Cronstedt AF|date=1756|title=Natural zeolite and minerals|journal=Svenska Vetenskaps Akademiens Handlingar Stockholm|volume=17|pages=120}}</ref> |
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沸石族礦物主要由矽、鋁、氧組成，其化學通式為{{chem|M|1/n|n+|(AlO|2|)|-|(SiO|2|)|x}}･y{{chem|H|2|O}}，這裡的{{chem|M|1/n|n+}} 為金屬離子或氫離子，這些陽離子可以跟[[電解質]]溶液中的其他陽離子交換。<ref name="Nayak 491–506">{{Cite journal |last1=Nayak |first1=Yogeesha N. |last2=Nayak |first2=Swarnagowri |last3=Nadaf |first3=Y. F. |last4=Shetty |first4=Nitinkumar S. |last5=Gaonkar |first5=Santosh L. |title=Zeolite Catalyzed Friedel-Crafts Reactions: A Review |url=https://www.eurekaselect.com/article/100163 |journal=Letters in Organic Chemistry |year=2020 |language=en |volume=17 |issue=7 |pages=491–506 |doi=10.2174/1570178616666190807101012 |s2cid=201222323 |access-date=2023-04-24 |archive-date=2023-04-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20230404131012/http://www.eurekaselect.com/article/100163 |dead-url=no }}</ref> |
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沸石因成分不同分为'''方沸石'''（Na[AlSi<sub>2</sub>O<sub>6</sub>]·H<sub>2</sub>O）和'''钙沸石'''（Ca[Al<sub>2</sub>Si<sub>3</sub>O<sub>10</sub>]·3H<sub>2</sub>O）。其含水量与外界温度及水蒸气的压力有关，加热时水分可慢慢逸出，但并不破坏其结晶构造。 |
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[[晶体]]结构中有许多空腔（笼）和连接空腔的通道，[[水分子]]位于其中，可由通道运输。晶体和集合体形态及[[解理]]随着晶体结构的不同而异，一般呈浅色，玻璃光泽，硬度3－3.5，比重2.0－2.4。 |
[[晶体]]结构中有许多空腔（笼）和连接空腔的通道，[[水分子]]位于其中，可由通道运输。晶体和集合体形态及[[解理]]随着晶体结构的不同而异，一般呈浅色，玻璃光泽，硬度3－3.5，比重2.0－2.4。 |
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== A型沸石 == |
== A型沸石 == |
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'''A型沸石'''，代号LTA，是应用最广的人造硅酸盐沸石。典型品种组成为|Na<sub>12</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>27/8</sub>|[Al<sub>12</sub>Si<sub>12</sub>O<sub>48</sub>]，|Na<sub>64</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>326.71</sub>|[Si<sub>96</sub>Al<sub>96</sub>O<sub>384</sub>]或|Na<sub>91.7</sub>|[Si<sub>96</sub>Al<sub>96</sub>O<sub>384</sub>]。孔穴十分巨大。该型始于立方晶系，具立方面心晶胞，晶胞参数<math>a</math> = 24.6Å左右。A型沸石具有吸附水分子的良好性能，干燥性能很高，易再生，可反复使用。5A型可以高效分立正丁烷和异丁烷，3A型可干燥乙烯、丙烯等气体。<ref>{{Cite book|title=无机化学|last=|first=|publisher=高等教育出版社|year=2002年第二版|isbn=978-7-04-011583-3|location=|pages=938页}}</ref> |
'''A型沸石'''，代号LTA，是应用最广的人造硅酸盐沸石。典型品种组成为|Na<sub>12</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>27/8</sub>|[Al<sub>12</sub>Si<sub>12</sub>O<sub>48</sub>]，|Na<sub>64</sub>(H<sub>2</sub>O)<sub>326.71</sub>|[Si<sub>96</sub>Al<sub>96</sub>O<sub>384</sub>]或|Na<sub>91.7</sub>|[Si<sub>96</sub>Al<sub>96</sub>O<sub>384</sub>]。孔穴十分巨大。该型始于立方晶系，具立方面心晶胞，晶胞参数<math>a</math> = 24.6Å左右。A型沸石具有吸附水分子的良好性能，干燥性能很高，易再生，可反复使用。5A型可以高效分立正丁烷和异丁烷，3A型可干燥乙烯、丙烯等气体。<ref>{{Cite book|title=无机化学|url=https://archive.org/details/wujihuaxuexiace0003unse|last=|first=|publisher=高等教育出版社|year=2002年第二版|isbn=978-7-04-011583-3|location=|pages=938页}}</ref> |
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== 磷酸铝沸石 == |
== 磷酸铝沸石 == |
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'''磷酸铝沸石'''，代号AFI，又称'''介孔磷酸铝(meso-porous aluminum phosphates)'''。典型组成是AlPO<sub>4</sub>。属于六方晶系，<math>a</math> = 13.827Å，<math>c</math> = 8.580Å。磷酸铝沸石具有优良的反应活性，可以制备单层碳纳米管；亦可用作催化剂，将乙烷氧化为乙二酸。<ref>{{Cite book|title=无机化学|last=|first=|publisher=高等教育出版社|year=2002年第二版|isbn=978-7-04-011583-3|location=|pages=939页}}</ref> |
'''磷酸铝沸石'''，代号AFI，又称'''介孔磷酸铝(meso-porous aluminum phosphates)'''。典型组成是AlPO<sub>4</sub>。属于六方晶系，<math>a</math> = 13.827Å，<math>c</math> = 8.580Å。磷酸铝沸石具有优良的反应活性，可以制备单层碳纳米管；亦可用作催化剂，将乙烷氧化为乙二酸。<ref>{{Cite book|title=无机化学|url=https://archive.org/details/wujihuaxuexiace0003unse|last=|first=|publisher=高等教育出版社|year=2002年第二版|isbn=978-7-04-011583-3|location=|pages=939页}}</ref> |
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2023年12月24日 (日) 01:24的最新版本
沸石是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物群，最早发现于1756年。瑞典矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然铝硅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），其名稱來自希腊文“ζέω (zéō)”（意思為沸騰的）和“λίθος (líthos)”（意思為石頭）。此后人们对沸石的研究不断深入。[1]
沸石族礦物主要由矽、鋁、氧組成，其化學通式為Mn+
1/n(AlO
2)−
(SiO
2)
x･yH
2O，這裡的Mn+
1/n 為金屬離子或氫離子，這些陽離子可以跟電解質溶液中的其他陽離子交換。[2]
晶体结构中有许多空腔（笼）和连接空腔的通道，水分子位于其中，可由通道运输。晶体和集合体形态及解理随着晶体结构的不同而异，一般呈浅色，玻璃光泽，硬度3－3.5，比重2.0－2.4。
沸石族矿物由低温热液作用形成，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。
1932年，McBain提出了“分子筛”（Molecular sieve）的概念。表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。沸石用作分子筛，可以吸取或过滤其他物质的分子。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。
除了天然产品外，也可由人工合成，人造沸石是：磺酸化聚苯乙烯，天然沸石：铝硅酸钠。
用途
[编辑]A型沸石
[编辑]A型沸石，代号LTA，是应用最广的人造硅酸盐沸石。典型品种组成为|Na12(H2O)27/8|[Al12Si12O48]，|Na64(H2O)326.71|[Si96Al96O384]或|Na91.7|[Si96Al96O384]。孔穴十分巨大。该型始于立方晶系，具立方面心晶胞，晶胞参数 = 24.6Å左右。A型沸石具有吸附水分子的良好性能，干燥性能很高，易再生，可反复使用。5A型可以高效分立正丁烷和异丁烷，3A型可干燥乙烯、丙烯等气体。[3]
磷酸铝沸石
[编辑]磷酸铝沸石，代号AFI，又称介孔磷酸铝(meso-porous aluminum phosphates)。典型组成是AlPO4。属于六方晶系， = 13.827Å， = 8.580Å。磷酸铝沸石具有优良的反应活性，可以制备单层碳纳米管；亦可用作催化剂，将乙烷氧化为乙二酸。[4]
参見
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Cronstedt AF. Natural zeolite and minerals. Svenska Vetenskaps Akademiens Handlingar Stockholm. 1756, 17: 120.
- ^ Nayak, Yogeesha N.; Nayak, Swarnagowri; Nadaf, Y. F.; Shetty, Nitinkumar S.; Gaonkar, Santosh L. Zeolite Catalyzed Friedel-Crafts Reactions: A Review. Letters in Organic Chemistry. 2020, 17 (7): 491–506 [2023-04-24]. S2CID 201222323. doi:10.2174/1570178616666190807101012. （原始内容存档于2023-04-04） （英语）.
- ^ 无机化学. 高等教育出版社. 2002年第二版: 938页. ISBN 978-7-04-011583-3.
- ^ 无机化学. 高等教育出版社. 2002年第二版: 939页. ISBN 978-7-04-011583-3.
