زئولايت ها
زئولايت ها – 3
زئولايت ها گروهي از آلومينوسيلكات هاي هيدرات حاصله از فلزات قليايي هستند (از جمله سديم ، پتاسيم و كلسيم). زئولايت ها داراي ساختارها ي بلوري سه بعدي مي باشند، سيليس چهاروجهي يا آنیون هاي آلوميني كه بطور محكمي در تمام جهات به يكديگر پيوند دارند. ساختار زئوليت شامل پيوندها ي (Si-O-Ai) است كه بنابر تركيب شيميايي وساختار بلوري زئوليت، منفذهاي سطحي با قطرهاي يكپارچه و حفره هاي محصور داخلي و مجراهايي با شكل و اندازه هاي مجزا تشكيل مي دهند. اندازه ي اين روزنه ها (منفذها) بين 4 تا 2 انگستروم است. حفره هاي بسته داراي كاتیون فلزي و مولكول هاي آب هستند. كاتیون ها بطور ناپايداري به شبكه پيوند دارند و بدين ترتيب مي توانند در تبادل يوني وارد شوند. همچنين در بيشتر زئوليت ها مولكول هاي آب مي توانند بطور قابل برگشت از اين حفره ها خارج شوند، نماهايي از چند ساختار زئوليت در شكل نشان داده شده است.
زئولايت ها – 1
منبع: زئوليت ها ي طبيعي و مصنوعي، اطلاعيه 9140 ، وزارت داخلي امريكا، اداره ي معاون، 1983
صفحه 3 Chabazite (سيليكات كلسيم و آلومينيوم) و Clinoptilite دو ماده ي معدني هستند.
(48 ماده ي معدني موجود در گروه زئوليت ها) كه داراي كاربرد هاي تجاري مي باشند. اين مواد معدني، رسوبات مواد معدني زئو ليت دار هستند كه در اصل در غرب ايالات متحده يافت مي شوند.
Chabazite و Clinoptilolite كه در دوره ي طولاني مدتي تشكيل مي شوند و محصول نهايي واكنش شيميايي بين خاكستر آتشفشان و آب قليايي مي باشند. به علت نسبت بالاي سيليس به آلومين كه براي Chabazite بين 1تا 2 است و براي Clinoptiloite بين 1تا 5 است، اين مواد معدني بسيار مقاوم هستند و نسبت به زئوليت ها ي مصنوعي احتمال حل شدن آلومينيوم آن ها در محلول هاي اسيدي خيلي اندك است.
زئوليت ها سيليكات هاي آلومين هيدراته اي هستند كه از فلزات قليايي زمين بوجود مي آيند. ساختار آن ها به صورت يك شبكه ميان پيوندي است. ترتيب قرارگيري اين عناصر در بلور زئوليت باعث ايجاد يك ساختار متخلخل به همراه مجراهاي پيوندي با اندازه هاي مختلف در آن ها شده است. بنابر نوع مواد معدني زئوليت، اين اندازه ها متفاوت است؛ بين 4.3 تا 2.5 آنگستروم.
زئولايت ها – 2
اين ساختار، اين امكان را براي زئوليت ها فراهم مي آورد كه بتوانند عمليات زير را انجام دهند:
- جذب گاز : توانايي براي جذب مولكول هاي گاز بخصوص (به طور انتخابي)
- جذب/ واجذبي آب : اين توانايي را دارند كه بطور معكوس مولكول هاي آب را جذب كنند و يا خارج كنند. جذب / واجذبي، بدون اينكه هيچ تغيير شيميايي در آن ها ايجاد شود.
تبادل يون : توانايي تبادل كاتیون ها در ساختار بلوري براي كاتیون هايي مثل سرب، تاليم، سزيم، يا استرونيم. عمليات جذب كه در بالا توضيح داده شد زماني انجام مي گيرند، كه مولكول هاي گاز با اندازه هاي مختلف از ميان اين مجراها عبور مي كنند و بنابر اندازه ي مجرا در فرآيندي كه غربال مولكولي ناميده مي شود، مولكول هاي گاز جدا مي شوند.
هر زئوليت، يون بخصوصي را جذب مي كند و ظرفيت آن ها نيز متفاوت است. فرآيند جذب زماني روي مي دهد كه مولكو ل هاي آب بتوانند ازاين مجرا ها و منفذها عبور كنند و بدين ترتيب اين امكان ايجاد مي شود كه كايتون ها ي موجود در محلول جايگزين كايتون ها ي موجود در ساختار زئوليت شوند. عوامل گوناگوني وجود دارد كه بايد در اين مرحله درنظر گرفته شود. از جمله قدرت محلول، PH، درجه حرارت و وجود كاتيون هاي ديگر درمحلول. اين عوامل مي توانند هم به گزينش تبادل بوده و هم به ظرفيت جذب زئوليت تاثير گذارند.
