无机非金属矿物加工-沸石.ppt

沸石 指导老师： 讲解： 出品人： 沸石组图欣赏 沸石制品组图欣赏 沸石的发现 沸石 最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。此后，人们对沸石的研究不断深入。 1932年，McBain提出了“分子筛”的概念。 沸石的分类 常见的沸石分为以下几类： 沸石的种类 目前发现的天然沸石有43种： 钠沸石、斜发沸石、丝光沸石、菱沸石、毛沸石、方沸石、片沸石等 人工合成的沸石有125种： P型沸石（LGZ-1型沸石）、H型沸石、Na型沸石、Cu型沸石、Ca型沸石、以及八面沸石、人工合成A型沸石、X型沸石、和Y型沸石等 沸石的结构 沸石有很多种，它们的共同特点就是 有架装结构，分子中间形成很多空腔。这些 空腔里还存在很多水分子，在遇到高温时会 排出来，比如用火焰去烧时，大多数沸石便 会膨胀发泡，像是沸腾一般。 不同的沸石具有不同的形态，如方沸石 和菱沸石一般为轴状晶体，片沸石和辉沸石 则呈板状，丝光沸石又成了针状或纤维状等等。 各种沸石如果内部纯净的话，它们应该是无色或白色，但是如果内部混入了其他杂质，便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道沸石中的水分可以跑出来，但这并不会破坏沸石内部的晶体结构。因此，它还可以再重新吸收水或其他液体。 沸石的性质 沸石的工艺特性： 离子交换性 选择吸附性 催化性 热稳定性 耐酸性 无机抗菌性 沸石的性质 沸石的离子交换性： 沸石的性质 增强沸石离子交换性的方法： 1、超细粉碎 粒度的大小直接影响天然沸石的离子交换效果。针对不同粒级沸石超细粉体适用于不同的使用目的，为研究沸石超细粉体的最佳加工粒度提供了理论依据。 沸石的性质 增强沸石离子交换性的方法： 2、改性法 在相当长的时间里，在自然界中沸石矿物仅发现在岩石的孔洞或裂隙中，数量有限。为弥补不足，人们就已经开始研究利用离子交换等技术来改变沸石性质。 沸石的性质 沸石的性质 沸石的选择吸附性： 天然沸石是一种含水架状结构硅铝酸盐矿物质，　　　其吸附原理如下： 1、沸石的“分子筛”作用 沸石的性质 2、沸石的静电作用 沸石具有较大的静电吸引力，在它的铝硅酸盐格架上的电荷即阳离子晶格上的负电与平衡阳离子正电的电荷中心在空间上是不重叠的，所以在其孔穴中有很大的静电吸引力，因而使沸石对极性物质具有优先选择吸附作用。 3、沸石的色散力作用 　　 沸石具有很大的比表面积（达500-800平米/克）因而能产生较大色散力，可用做出色的吸附剂，对于主要由扩散力起作用的吸附过程，在大多数情况下，特别是在低分压范围内，沸石的吸附容量很大，高于其它许多吸附剂，但在高分压范围内，沸石的吸附容量往往很小。 沸石的性质 沸石的选择吸附性的实际应用： 沸石的性质 沸石的催化性： 沸石呈现催化性质的机理主要是由其晶体结构中的酸性位置、孔穴大小以及其阳离子交换性能所决定的。沸石中的Si被A1置换，使格架中的部分氧呈现负电荷。为中和[AlO ]四面体所出现的负电荷而进入沸石中的阳离子，由此形成了沸石局部高电场和格架中酸性位置的产生；格架中的Si、Al、O和格架外的金属离子一起构成催化活性中心。这些金属离子处于高度分散状态，因而沸石的活性和抗中毒性能优于一般金属催化剂、许多具有催化活性的金属离子(如Cu、Ni、Ag等)，可以通过离子文换进入沸石孔穴，随反应还原为金属元素状态或转化为化合物。 由于沸石的催化活性位置都在晶体内部，反应物分子只有扩散到晶体内的孔穴中才能发生反应，生成物也要经过孔穴才能扩散出来。因此，沸石的孔径大小和连接方式直接影响其催化性能；沸石晶格中相互连通的孔道和孔穴为反应分子自由扩散提供了条件．尤其是具有三维孔道的沸石，如且双6元环(D6R)．有三维交叉孔道的X型和Y型沸石更有利于反应物的自由出入，因而在石油化工方面常用做催化剂。 沸石的性质 沸石的催化性： 天然沸石一般不能作催化剂，只有采用离子交换法改件为H型沸石后，才能用做催化剂。天然沸石可以作为载体，承载具有催化活性的金属(如Bi、Sb、Ag、Cu及稀土等)，通过金属作用表现出良好的催化性能。 沸石的催化性应用实例： 1、载银二氧化钛沸石催化剂 二氧化钛在环保领域已成为一种重要的光催化物，然而在此应用过程中也存在一些明显的缺陷。提高光催化活性的一个有效办法就是在其表面沉积银等重金属，沉积在二氧化钛表面的银能够接收在二氧化钛反应过程中受紫外光照激