Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Поиск репетиторов
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


ЦЕОЛИТЫ

ЦЕОЛИТЫ (от греч. zeo - киплю и lithos - камень: при сильном и быстром нагр. вспучиваются с образованием пузырчатого стекла), прир. и синтетич. алюмосиликаты, кристаллич. структура к-рых образована тетраэдрич. фрагментами [SiO4]4-и [А1О4]5-, объединенными общими вершинами в трехмерный каркас, пронизанный полостями и каналами (окнами) размером 0,2-1,5 нм; в последних находятся молекулы Н2О и катионы щелочных и щел.-зем. металлов, аммония, алкиламмония и др. Цеолиты- нестехиометрич. соед., их составы изменяются в широких пределах, образуя ряды твердых р-ров; общая ф-ла цеолитов:

6017-5.jpg

Впервые цеолиты описаны в 18 в. Известно более 40 минеральных видов прир. цеолитов. Наиб. распространены: анальцим Na[AlSi2О6] х Н2О; гейландит Ca4[Al8Si28O72] х 24H2O; клиноптилолит Na6[Al6Si30O72] х 20Н2О; ломонтит Ca4[Al8Si16048] х 16Н2О; морденит Na8[Al8Si40O96] x 28H2O; филлипсит (0,5Са, Na, K)6[Al6Si10O32] x 12H2O; фожазит Na13Ca12MgL1[Al59Si133O384] x 235H2O; шабазит Ca2[Al4Si8O24]x 12H2O; эрионит (К2, Са, Mg, Na2)4,5 [AlgSi27O72] x 28Н2О.
Прир. цеолиты образуют обычно белые, иногда бесцветные и прозрачные, реже красноватые, коричневые и зеленоватые кристаллы любых кристаллографич. сингоний. Твердость 5-5,5 (по минералогич. шкале); плотн. 1,9-2,8 г/см3; предел прочности при сжатии 8-15 МПа; уд. теплоемкость 0,83-1 кДж/(кг x К), теплопроводность 0,14 Вт/(м x ч x К). Разлагаются в НС1 с выделением SiO2.
Прир. и синтетич. цеолиты являются молекулярными ситами, т. е. микропористыми телами, способными избирательно поглощать в-ва, размеры молекул к-рых меньше размеров микропор (для проникания в адсорбц. полость молекула адсорбата должна иметь критич. диаметр меньше размера входного окна). Кристаллохим. особенности, способность к катионному обмену, потере и поглощению воды и иных молекул без разрушения структурного каркаса обусловливают и др. св-ва цеолитов, к-рые служат также ионитами и катализаторами.
В земных недрах цеолиты образуются при умеренных т-рах (до 250 °С) и давлениях 200-300 МПа в результате гидротермальных вулканич. и др. процессов. Пром. месторождения представлены преим. цеолитсодержащими (60-95% цеолитов) вулканич. туфами (Бурятия, Закавказье, Закарпатье, Кавказ, Камчатка, Крым, Приморский край, о. Сахалин; Якутия и др.; Болгария, Венгрия, Исландия, Куба, Монголия, Новая Зеландия, США, Япония и др.). Промышленно ценны клиноптилолит, морденит, шабазит, а также анальцим, филлипсит и др.
В пром-сти синтез цеолитов проводят нагр. до 200 °С гелей, образующихся при смешении р-ров NaAlO2 и жидкого стекла (или золя H4SiO4), либо смесей р-ров NaOH с прокаленным каолином. Полученные кристаллы (размер неск. мкм) гранулируют. Синтезировано более 100 разновидностей, среди к-рых особенно широко применяют цеолиты типа А, X и Y (см. Цеолитсодержащие катализаторы); тип А не имеет прир. аналогов, типы X и Y близки фожазиту.
Благодаря указанным уникальным св-вам цеолиты используют в пром-сти для выделения, очистки и синтеза углеводородов (см., напр., Гидроочистка, Катализаторы процессов нефтепереработки, Каталитический крекинг); разделения жидкостей, газов разделения и газов осушки; очистки воды; как наполнители бумаги; при произ-ве цемента и силикатного кирпича; создания глубокого вакуума и др.; в с. х-ве как селективные ловушки для содержащихся в почвах радиоактивных изотопов Sr и Cs; в качестве многолетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв, пролонгаторов действия водорастворимых удобрений, в виде кормовой добавки к рациону с/х животных; крупные кристаллы и друзы прир. цеолитов- ценный коллекционный материал.

Лит.: Брек Д., Цеолитовые молекулярные сита, пер. с англ., М., 1976; Природные цеолиты, под ред. А. Г. Коссовской, М., 1980; Кельцев Н. В., Основы адсорбционной техники, 2 изд., М., 1984; Барpep P. M., Гидротермальная химия цеолитов, пер. с англ., М., 1985.

А. Н. Сысоев.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн