Kristallstruktur des Zeoliths

Die Kristallstruktur von Zeolith kann in drei Komponenten unterteilt werden: (1) Aluminosilikaten-Gerüst, (2) Poren und Hohlräume, die austauschbare Kationen M im Rahmen enthalten, (3) Latentphasen-Wassermoleküle, nämlich Zeolithwasser.

Die Struktur von Zeolith unterscheidet sich etwas vom Gerüst aus Quarz und Feldspat. Die Rahmenstruktur von Quarz und Feldspat ist relativ eng, mit einem spezifischen Gewicht von 2,6 ~ 2,7, während die Rahmenstruktur von Zeolith relativ spärlich ist, mit einem spezifischen Gewicht von 2,0 ~ 2,2. Der Hohlraum nach der Dehydratisierung kann bis zu 47% wie Chabasit oder sogar 50% wie synthetischer Zeolith sein.

In der Feldspatstruktur sind Metallkationen in den Zwischenräumen des aus O-Ionen bestehenden Kristallgerüsts eingeschlossen, und es ist schwierig, dass sich diese Metallkationen frei bewegen, es sei denn, der Kristall wird zerstört. Der Austausch von Na oder K durch Ca muss gleichzeitig mit dem Ersatz von Si und Al durchgeführt werden, d.h. der gepaarte Ersatz, was unweigerlich zur Änderung des Si/AI-Verhältnisses führen wird.

In der feldspatartigen Struktur befinden sich die Metallkationen in den relativ offenen, miteinander verbundenen Lücken mit einem spezifischen Gewicht von 2,14 ~ 2,45, und die Kationen können sich über die strukturellen Bahnen miteinander austauschen, ohne das Kristallgerüst zu zerstören. Sodalit und Hydronephelin galten einst als Zeolithmineralien.

In der Zeolithstruktur befinden sich die Metallkationen in den größeren und miteinander verbundenen Poren oder Hohlräumen der Kristallstruktur. Daher können sich Kationen frei durch die Poren austauschen, ohne das Kristallgerüst zu beeinträchtigen. Austausche wie 2 (Na, K (Ca2 +) sind in Zeolith leicht zu finden, aber nicht in Feldspat. Diese Form des Austauschs, möglicherweise eine extreme Form des Ionenaustauschs, ist auf Zeolithe und ähnliche Mineralien beschränkt.

Die Verbindung zwischen den Wassermolekülen des Zeoliths und den Gerüstionen und austauschbaren Metallkationen ist im Allgemeinen entspannt und schwach. Diese Wassermoleküle können sich freier in und aus Poren bewegen als Kationen. Unter dem Einfluss von Hitze kann es frei abgenommen und befestigt werden, ohne seine Skelettstruktur zu beeinträchtigen.