zeolieten

Zeolieten zijn een groep microporieuze aluminosilicaatmineralen met een kristallijne, driedimensionale structuur. Het raamwerk bestaat uit silicium- en aluminiumtetrahedra (SiO4 en AlO4) die via gedeelde zuurstofatomen aan elkaar zijn gekoppeld, waardoor open kanalen en kooien ontstaan met molecuulgrootte poriën. De substitutie van Al3+ voor Si4+ geeft een netto negatieve kaderlading, die wordt gecompenseerd door in de structuur aanwezige uitwisselbare kationen zoals Na+, K+ of Ca2+. Watermoleculen kunnen zich in de poriën bevinden en zijn uitwisselbaar of verdampen bij verhitting.

Zeolieten komen zowel natuurlijk voor als synthetisch. Natuurlijke zeolieten zoals clinoptiloliet, mordeniet, analciet en chabaziet ontstaan onder hydrothermische omstandigheden en worden toegepast in waterbehandeling en bodemremediatie. Synthetische zeolieten worden ontworpen met specifieke pore-groottes en chemische eigenschappen; bekende typen zijn zeoliet A (Na-A), ZSM-5 (MFI-klasse), en Faujasiet X en Y. Door gericht te balanceren tussen Si/Al-ratio en type en mate van ruilbare kationen kunnen zeolieten als moleculaire borden fungeren, waardoor ze selectieve adsorptie, uitwisseling en katalytische activiteit vertonen.

Toepassingen zijn breed: waterontharding en ammoniumverwijdering via ionenuitwisseling, gasdrogings- en scheidingsprocessen (bijv. N2, O2, CO2), en als katalysatoren in de petrochemie voor kraken, isomerisatie en alkylatie. Zeolieten combineren hoge stabiliteit met gecontroleerde poreuze ruimten, wat hun brede industriële gebruik verklaart.