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沸石
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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),其名称来自希腊文“ζέω (zéō)”(意思为沸腾的)和“λίθος (líthos)”(意思为石头)。此后人们对沸石的研究不断深入。[1]
沸石族矿物主要由硅、铝、氧组成,其化学通式为Mn+
1/n(AlO
2)−
(SiO
2)
x・yH
2O,这里的Mn+
1/n 为金属离子或氢离子,这些阳离子可以跟电解质溶液中的其他阳离子交换。[2]
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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。
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。