Zeoliitteja

Zeoliitteja ovat microporaceousaluminosilikaatit sekä niiden synteettiset vastineet, joilla on kolmiulotteinen tetraedrinen rakenne (AlO4 ja SiO4) yhteisiä happi-atomia sitovia verkostoja muodostavien toisiensa tulon vuoksi. Näillä onttoine rakenteineen on runsaasti kanavia ja pusseja, joissa voi olla vettä ja muita molekyylejä, mikä antaa niille sekä ionikomento- että kokoonpanorajoitteisia ominaisuuksia.

Rakenne ja ominaisuudet: Zeoliittien negatiivisesti varautunut runko johtuu alumiinin korvauskelpoisuudesta piin, jolloin epävaraukset korvataan kationssaineilla (kuten Na+, K+, Ca2+). Tämä mahdollistaa ioninvaihdon ja kapeikot sekä maksimoi adsorptionin. Si/Al-suhde vaikuttaa happamuuteen ja poolisuuden sekä tilavuuteen; tyypillisiä pienikokoisia onteloita sekä suuria kanavapuutteja voidaan kutsua molekyylisäkeiksi. Zeoliitit ovat sekä sun novel syntetisoituja että luonnonvaraisia, ja ne toimivat eräänlaisina molekyylisäkeitä sekä katalysaattoreina.

Luonnon- ja synteettiset zeoliitit: Luonnonkivina löydettyjä esimerkkejä ovat clinoptiloliitti, mordeniitti, chabaziiitti ja analkemiitti. Niitä käytetään laajasti veden pehmennykseen, kasvinviljelyyn sekä hetken suodatus- ja erottamissovelluksiin. Synteettiset zeoliitit, kuten Faujasiit (zeoliitti Y), ZSM-5 (MFI-ryhmä) ja LTA, tuotetaan hydrotermisesti ja niillä on keskeinen asema öljy- ja kemianteollisuudessa.

Käytöt: Sähkö- ja kaasuseräykset, hydraation ja isomerisaation katalyysit sekä hiilivetyjen prosessointi; veden ja kaasujen toilto sekä koskeminen; maaperä ja ympäristö (ammoniumin ja radionuklidien sieppaus), maataloudessa kasvualustojen pitkäaikaisiksi lannoitteiksi käytettävät zeoliitit.

Historia ja turvallisuus: Nimi juontuu kreikankielisestä zeo- “k boiling” ja lithos “kivi”; löysi Cronstedt 1700-luvulla. Jotkin luonnon zeoliitit, kuten erionit, voivat sisältää asbestille ominaisia kuituja ja voivat aiheuttaa terveysriskejä, jos pölyä hengitetään, joten erityistä varovaisuutta ja suojavarusteita käytetään teollisissa käsittelyissä.