沸石是什么矿物

一、沸石是什么

沸石（Zeolite）是碱金属和碱土金属的含水网状铝硅酸盐物质，是沸石族矿物的总称，最早发现于1756年的欧洲。瑞典的矿物学家克朗斯提发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”，在（希腊文Zeo=Boil=沸，Lite=stone=石）意为沸腾的石头，简称沸石。

它包括30多种含沸石水的钙、钠以及钡、钾的铝硅酸盐矿物。常见的矿物有钠沸石、钙沸石、方沸石、束沸石、浊沸石、毛沸石、斜发沸石、丝光沸石等。

图为 斜发沸石-绿沸石

其化学通式为：MxDy[(Alx+2ysin-(x+2y)O2n)]·mH2O。

式中，M是Na、K等碱金属或其它一价阳离子；D是Ca、Sr、Ba、Mg等碱土金属或其它二价阳离子；M、D通称可交换阳离子。其中，x为碱金属离子个数，y为碱土金属离子个数，n表示硅铝离子个数。m表示水分子数。括号中的阳离子(Si，A1)和氧一起构成四面体格架，称为结构阴离子。在这种结构阴离子中，中心是硅(或铝)原子，每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子，各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来，形成许多宽阔的孔穴和空道，这是沸石与其它架状硅酸盐矿物不同之处，因而沸石具有很大的比表面积(400～800㎡/g)。

沸石这种格架结构决定了它具有较高的吸附交换性能。沸石这些孔穴和孔道可吸附大量的其他分子或离子，沸石的吸附量远远超过其他物质。沸石的孔穴和孔道大小均匀，直径在0.3～1nm之间，小于这个直径的物质能被吸附，而大于这个直径的物质则被排除在外不被吸附，沸石具有选择吸附的特性。沸石表面还具有很大的色散力和静电力，故其吸附力很大。它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。其中在铝氧四面体中由于一个氧原子的价电子没有得到中和，使得整个铝氧四面体带有负电荷，为保持电中性，附近必须有一个带正电荷的金属阳离子(M+)来抵消(通常是碱金属或碱土金属离子)，这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱，具有很大的流动性，极易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用，交换后的沸石结构不被破坏。沸石的这种结构决定了它具有离子交换性和交换的选择性。而骨架SiO44-被AlO45-同晶交换产生的剩余电荷还使沸石具有催化性能。

二、沸石其实在不同行业有着不同的作用：

土壤修复：去除土壤中的重金属、松弛板结的固化土壤、调节土壤酸碱、吸收辐射物质。

农业养殖：可以实现报废保肥、保水、防止病虫害的作用。

水治理：吸附水中的氨氮、有机物、氟、磷及重金属等有害物质

绿色建材：混凝土/墙材添加沸石可以增加强度，并去除混凝土本身所含的污染物质（甲醛、氨氮、苯系物）

日用轻工：利用沸石的吸附性可制作的洗涤产品可以实现物理洗涤去除脏污及细菌，比如洗衣球、洗手液、洗面奶等、还可制作吸湿类产品，比如杯垫、浴室脚垫等。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。

美容化妆：可以实现去除化妆品残留重金属的效果，并帮助皮肤清楚毒素。

医药保健：沸石目前在美国、澳大利亚、日本被广泛应用于医药保健领域，主要是用于人体毒素清除。

石油化工：用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化；气、液净化、分离和储存剂；硬水软化、海水淡化剂；特殊干燥剂（干燥空气、氮、烃类等）。

军用航空：因为强大的吸附性及耐酸碱耐高温的特性可以被应用于核研究、军事涂料等专业领域。

实验研究：防暴沸，在化学蒸馏或加热实验当中常用来防止暴沸，这是因为沸石的结构当中有大量的小孔，可作为气泡的凝结核，使反应液平稳沸腾。可用敲碎至米粒大小的素烧瓷片代替。