沸石疏水的原理分析:
常用的沸石分子筛是一种人工合成的不溶性铝硅酸盐,它的晶体结构属立方晶系,由Si/O 和 Al/O 四面体结构单元所组成。其中硅原子或铝原子构成四面体的中心,所有硅氧四面体和铝氧四面体都是通过共用顶点的氧原子而连接成多元环,多元环互相连接而成立体的骨架。这类铝硅酸盐中硅氧比为1∶2,符合于式 SiO2。由于在格架中有 Al3+离子代替了 Si4+离子,格架就带负电荷,为平衡Al/O 四面体的负电荷,在格架的空隙中必须存在补偿电荷的阳离子存在,这些阳离子便成为极性点,使沸石分子筛具有亲水特性。人工合成的沸石的吸湿能力比硅胶还强,能达到每升空气中的水分低于10-4mg。因此要提高沸石分子筛的疏水性,就要通过消除极性离子,即降低结晶中铝的含量,疏水沸石结晶骨架中,没有铝原子,只有硅与氧原子。硅与氧原子的键距为1.6,离子半径各为0.40及1.40,因此吸附微孔被氧原子所包围。这种 Si -O -Si 键中的氧原子并不呈碱性,也不形成氢键。从而微孔表面无极性,表现出疏水特性。
沸石是一族具有连通孔道的呈架状构造的含水铝硅酸盐矿物。沸石结构可以分为三个部分:铝硅酸盐构架、构架中相互连结的孔隙(孔道和空穴)、在孔道或空穴中的阳离子和水分子。
构架中硅氧四面体内的硅四价阳离子常被铝三价正离子置换,出现过剩负电荷,由碱土金属离子补偿,这些补偿阳离子与晶格结合力很弱,具有很高的自由度,活跃在孔道中,使沸石具有优良的离子交换性能。构架中连通的孔道、孔穴使沸石拥有很大的内表面积,特别当“沸石水”受热溢出后,通道和孔穴更加空旷,相应内表面积更加巨大。而且脱水沸石内部具有很强的库仑场和极性,表现出强烈的吸附性,加之沸石孔道大小均匀,尺寸固定,形状规则,因此吸附具有选择性,人工沸石批发,即具有分子筛和离子筛的功能。此外,沸石还具有耐酸、耐高温、耐辐射等性能。这些物化性能决定了沸石在环境治理方面必将具有广泛的应用前景。
沸石在治理废气方面的应用
从化工、轻工、涂料、运输业排放的碳氢化合物、硫氧、氮氧、、等是污染大气的主要有害气体。沸石对这些气体有良好的吸附、净化功能,特别是在低温范围内具有其它吸附剂所不具备的吸附能力。如在生产过程中,用沸石的选择性吸附,分离出中的H2O、CO2、SO2等有害杂质,提高的纯度,减少燃烧时的污染;人们还用沸石从合成氨的废气中回收氨;从硫酸厂的废气中去除H2S;用于氯碱工业中氢气的净化,可使氢气中脱除到0.1ppm以下。
此外,人工沸石价格,天然沸石有很强的耐核子裂变幅射的能力,能防止核废料的泄漏,人工沸石,控制性污染。作为环境材料,沸石还可以替代STPP作洗涤助剂,作造纸填料、材料、饲料添加剂、除臭剂、过滤剂、保鲜剂、悬浮剂等。
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