kristalstructuur van zeoliet
Jan 03, 2022
De kristalstructuur van zeoliet kan worden onderverdeeld in drie componenten: (1) aluminosilicaatraamwerk, (2) poriën en holtes die uitwisselbare kationen M in het raamwerk bevatten, (3) latente fase watermoleculen, namelijk zeolietwater.
De structuur van zeoliet verschilt enigszins van het raamwerk van kwarts en veldspaat. De raamstructuur van kwarts en veldspaat is relatief strak, met een soortelijk gewicht van 2,6~2,7, terwijl de raamstructuur van zeoliet relatief dun is, met een soortelijk gewicht van 2,0~2,2. De holte na uitdroging kan oplopen tot 47 procent, zoals chabaziet, of zelfs 50 procent, zoals synthetische zeoliet.
In de veldspaatstructuur zijn metaalkationen opgesloten in de tussenruimten van het kristalraamwerk dat bestaat uit O-ionen, en het is moeilijk voor deze metaalkationen om vrij te bewegen tenzij het kristal wordt vernietigd. De uitwisseling van Na of K door Ca moet tegelijkertijd worden uitgevoerd met de vervanging van Si en Al, dat wil zeggen, gepaarde vervanging, wat onvermijdelijk zal leiden tot de verandering van de Si/AI-verhouding.
In de veldspaatachtige structuur bevinden de metaalkationen zich in de relatief open onderling verbonden openingen, met een soortelijk gewicht van 2,14 ~ 2,45, en de kationen kunnen met elkaar uitwisselen via de structurele paden zonder het kristalraamwerk te vernietigen. Sodaliet en hydronefeline werden ooit beschouwd als zeolietmineralen.
In de zeolietstructuur bevinden de metaalkationen zich in de grotere en onderling verbonden poriën of holten van de kristalstructuur. Daarom kunnen kationen vrijelijk door de poriën wisselen zonder het kristalraamwerk te beïnvloeden. Uitwisselingen zoals 2(Na,K)(Ca2 plus ) komen gemakkelijk voor in zeoliet, maar niet in veldspaat. Deze vorm van uitwisseling, mogelijk een extreme vorm van ionenuitwisseling, is beperkt tot zeolieten en soortgelijke mineralen.
De verbinding tussen de watermoleculen van zeoliet en de raamwerkionen en uitwisselbare metaalkationen is over het algemeen ontspannen en zwak. Deze watermoleculen kunnen vrijer in en uit de poriën bewegen dan kationen. Onder invloed van warmte kan het vrij worden losgemaakt en bevestigd zonder de skeletstructuur aan te tasten.
