click

زئولیت چیست؟

زئولیت ها از جمله ترکیبات معدنی هستند که ساختار آنها غالبا از ساختارهای چهاروجهی آلومینا (AlO4) و سیلیس (SiO4) ( ترکیبات آلمومینوسیلیکات ) تشکیل شده است. در اکثر زئولیت ها (چه طبیعی و چه سنتزی) نسبت عنصرسیلیسیوم به آلومینیوم بیشتر است.

تمام زئولیت ها ساختار آلومینوسیلیکاتی دارند ، ولی بعضی از آنها حاوی ترکیبات آلومینای بیشتری هستند ، در که منجر به جذب بیشتر مولکول های قطبی، از جمله آب و الکل های سبک می شود. در حالی که برخی دیگر حاوی سیلیس بیشتری هستندکه در جذب با غیر قطبی عملکرد بهتری دارند.

زئولیت ها در واقع جامداتی با ساختار بلوری سه بعدی منظم بوده که دارای حفرات بیشماری هستند و نسبت مساحت سطح آنها بسیار بالا بوده و در نتیجه می توانند مقادیر زیادی آب و یا فلزات (قلیایی یا قلیایی خاکی موجود در خاک از جمله سدیم، پتاسیم، آهن) را درون حفرات خود به دام بیندازند. در واقع ساختار بسیار منظم و متحدالشکل زئولیت ها باعث ویژگی های منحصر به فرد زئولیت ها می شود که به این ترکیبات قابلیت جذب دسته خاصی از ترکیبات یا عناصر را می دهد.

zeolite 1

در حال حاضر نزدیک به 40 نوع زئولیت طبیعی شناسایی شده است که به صورت سنگ های آتشفشانی و رسوبی هستند . مرسوم ترین ساختار استخراج شده زئولیت طبیعی کابازیت (chabazite )، کلینوپتلایت (clinoptilolite ) و موردنیت (mordenite ) می باشد.بیشترین کاربردهای زئولیت های طبیعی عمدتاً مربوط به تصفیه فاضلاب شهری و صنعتی ، ترمیم خاک هایی که بر اثر زراعت بی رویه از بین رفته اند، اصلاح خاک ، دامداری ، تغذیه حیوانات و مصالح ساختمانی است. زئولیت و مواد معدنی رس نیز برای حفظ کربن در خاک مناطق دیم و آبی مهم هستند. استفاده از این اصلاحات معدنی به عنوان نرم کننده های خاک ، اصلاح کننده ها و کمپوست همچنین کیفیت خاک و شرایط تغذیه ای را بهبود می بخشد ، که به طور کلی بهبود پایدار حاصلخیزی خاک از طریق افزایش عملکرد محصولات را هدف قرار می دهد. از شواهد موجود می توان استنباط کرد که این اصلاحات برای حفظ پایداری کشاورزی به صورت طولانی مدت مناسب هستند.

همچنین بیش از 150 نوع زئولیت سنتزی یا مصنوعی جهت استفاده در صنعت و یا کابردهای خاص تاکنون سنتز شده اند که از مشهورترین آنها می توان به زئولیت A (جهت استفاده در افزایش قدرت شوینده های لباس)، زئولیت X، Y و گروه ZSM-5 (با کاربرد کاتالیستی در صنایع شیمیایی) می باشد.

زئولیت ها ترکیبات بسیار پایداری در برابر حرارت، آب، حلال های آلی و تغییرات جوی هستند. زئولیت ها با نقطه ذوب بالای 800 درجه سانتی گراد، مقاوم در برابر اکسایش و کاهش و ساختار بلورین پایدار با حفرات منظم، در صنعت نقش کاربردی اساسی دارند و همچنین به دلیل حضر این ترکیبات در طبیعت، اثرات سازگار با محیط زیست بالایی دارند.

نکته جالب در مورد زئولیت ها ساختار حفره ای و قفسی شکل منظم آنهاست که باعث می شود به صورت گزینشی عناصر و مولکول‏های خاص را بر اساس اندازه حفرات خود، به دام بیاندازند. همچنین زئولیت ها می توانند کاتیون ها را با یونهای فلزی که درون شبکه حفرات حبس شده اند، تعویض کنند. گزینش پذیری این ترکیبات باعث شده تا اصطلاح غربال مولکولی نیز به زئولیت ها نسبت داده شود.

کاملا واضح و مبرهن است که زئولیت های سنتزی از لحاظ اندازه حفرات و ساختار، بسیار یکنواخت تر و دقیق تر از زئولیت های طبیعی بوده که می توانند مولکل های با اندازه مشخص را درون خود به دام بیاندازند.