Zeolits krystalstruktur
Jan 03, 2022
Zeolits krystalstruktur kan opdeles i tre komponenter: (1) aluminosilikatrammeværk, (2) porer og hulrum indeholdende udskiftelige kationer M i skelettet, (3) latentfasevandmolekyler, nemlig zeolitvand.
Strukturen af zeolit er noget anderledes end strukturen af kvarts og feldspat. Rammestrukturen af kvarts og feldspat er relativt stram med en specifik vægtfylde på 2,6~2,7, mens rammestrukturen af zeolit er relativt sparsom med en specifik vægtfylde på 2.0~2.2. Hulrummet efter dehydrering kan være så stort som 47 procent, såsom chabazit, eller endda 50 procent, såsom syntetisk zeolit.
I feldspatstrukturen er metalkationer indespærret i mellemrummene i krystalstrukturen bestående af O-ioner, og det er vanskeligt for disse metalkationer at bevæge sig frit, medmindre krystallen ødelægges. Udskiftningen af Na eller K med Ca skal udføres samtidig med udskiftningen af Si og Al, det vil sige parvis udskiftning, hvilket uundgåeligt vil føre til ændringen af Si/AI-forholdet.
I den feldspat-lignende struktur er metalkationerne placeret i de relativt åbne indbyrdes forbundne mellemrum, med en specifik vægt på 2,14~2,45, og kationerne kan udveksle med hinanden gennem de strukturelle veje uden at ødelægge krystalstrukturen. Sodalit og hydronephelin blev engang betragtet som zeolitmineraler.
I zeolitstrukturen er metalkationerne placeret i de større og indbyrdes forbundne porer eller hulrum i krystalstrukturen. Derfor kan kationer frit udveksle gennem porerne uden at påvirke krystalstrukturen. Udvekslinger som 2(Na,K)(Ca2 plus ) er lette at forekomme i zeolit, men ikke i feldspat. Denne form for udveksling, muligvis en ekstrem form for ionbytning, er begrænset til zeolitter og lignende mineraler.
Forbindelsen mellem vandmolekylerne af zeolit og ramme-ionerne og udskiftelige metalkationer er generelt afslappet og svag. Disse vandmolekyler kan bevæge sig ind og ud af porerne mere frit end kationer. Under påvirkning af varme kan den frit løsnes og fastgøres uden at påvirke dens skeletstruktur.
