Zeolite的礦物組成,除含沸石礦物(如斜發(fā)沸石、絲光沸石、菱沸石等其它種類沸石)外,伴生的礦物還有石英、玉髓、蛋白石、方英石、蒙脫石、高嶺石、長(zhǎng)石、云母、綠泥石等礦物以及晶屑、玻屑和巖屑等。
所有的沸石都可用以下通式表示:
Mn/2O·Al2O3·xSiO2·yH2O
式中M為堿或堿土金屬,稱為沸石中的陽(yáng)離子,n為其電價(jià),x為硅鋁比。用金屬的鹽溶液處理沸石時(shí),沸石中的陽(yáng)離子可與溶液中的陽(yáng)離子互相交換,這是沸石的重要特性。
各種沸石之間的差別在于它們的骨架結(jié)構(gòu)?!肮羌堋币辉~是指由氧、硅和鋁三種原子構(gòu)成的三維空間結(jié)構(gòu),不包括陽(yáng)離子和水。沸石骨架結(jié)構(gòu)中的基本單元是由4個(gè)氧原于和一個(gè)硅或鋁原子堆砌而成的四面體,如圖1所示。在這個(gè)單元中,氧原子半徑為1.31?,硅或鋁原子比氧原于小得多,處在氧原子與氧原于的空隙中。所以氧原子的堆積方式是沸石骨架結(jié)構(gòu)的決定因素。
(○氧;●硅或鋁)
圖1骨架結(jié)構(gòu)的基本單元
Fig. 1The basic unit of framework structure
沸石中由四面體連結(jié)而成的次生結(jié)構(gòu)單元有四元環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)、…、十二元環(huán),以及雙四元環(huán)和雙六元環(huán)等。
四面體相連接時(shí)有兩條原則;
①?四面體之間只能共頂點(diǎn),而不能共棱或共面;
②?含鋁的四面體只能與含硅的四面體相連接,而不能與含鋁的四面體相連接。
下圖2為4個(gè)四面體連接成四元環(huán)的例子。4個(gè)四面體的棱面圍成一個(gè)正方形,中間是空的,所以稱為“環(huán)”。
圖?2 ?沸石中的四元環(huán)
Fig. 2 ?Four-membered ring in zeolite