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沸石的成分和结构

发布时间:2018-11-09     浏览次数:65852

沸石的矿物组成,除含沸石矿物(如斜发沸石、丝光沸石、菱沸石等其它种类沸石)外,伴生的矿物还有石英、玉髓、蛋白石、方英石、蒙脱石、高岭石、长石、云母、绿泥石等矿物以及晶屑、玻屑和岩屑等。


所有的沸石都可用以下通式表示:

Mn/2O·Al2O3·xSiO2·yH2O

式中M为碱或碱土金属,称为沸石中的阳离子,n为其电价,x为硅铝比。用金属的盐溶液处理沸石时,沸石中的阳离子可与溶液中的阳离子互相交换,这是沸石的重要特性。

各种沸石之间的差别在于它们的骨架结构。骨架一词是指由氧、硅和铝三种原子构成的三维空间结构,不包括阳离子和水。沸石骨架结构中的基本单元是由4个氧原于和一个硅或铝原子堆砌而成的四面体,如图1所示。在这个单元中,氧原子半径为1.31Å,硅或铝原子比氧原于小得多,处在氧原子与氧原于的空隙中。所以氧原子的堆积方式是沸石骨架结构的决定因素。

氧;硅或铝

1骨架结构的基本单元

Fig。 1The basic unit of framework structure

沸石中由四面体连结而成的次生结构单元有四元环、五元环、六元环、、十二元环,以及双四元环和双六元环等。

四面体相连接时有两条原则;

 四面体之间只能共顶点,而不能共棱或共面;

 含铝的四面体只能与含硅的四面体相连接,而不能与含铝的四面体相连接。

下图24个四面体连接成四元环的例子。4个四面体的棱面围成一个正方形,中间是空的,所以称为

2  沸石中的四元环

Fig。 2  Four-membered ring in zeolite


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