انواع زئولیت ها - فیزیکی و شیمیایی

خواص شیمیایی زئولیت و خواص فیزیکی زئولیت

خواص زئولیت ها بسته به ویژگی شیمیایی و فیزیکی آب موجود در ساختمانشان و همچین نحوه قرار گرفتن آب در بین ذراتش تغییر میکند. یعنی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن به شبکه بلورینش بستگی دارد. تفاوت در بین فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و همچنین فضاهای خالی که در ساختمانشان قرار دارد باعث ایجاد تفاوت و تنوع در بین زئولیت ها میشود.
از دیگر خواص زئولیت ها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. افزایش آبگیری
  2. حفظ ساختمان بلوری حین آبگیری
  3. توان جابجایی یون ها
  4. دارا بودن شبکه های مولوکی یکنواخت در بلور های آبگیری شده کاتیونی
  5. صافی مولکولی
  6. عمل جذب و دفع مواد گوناگون
  7. جذب شدن گزینشی بر پایه میزان اسیدیته موجود
  8. جذب گزینشی بر پایه مقدار ذره

تمام خاصیت های ویژه مواد بلوری از طریق توپولوژی چارچوب به دست می آید. ساختار کریستالی استاندارد زئولیت ها یکی از راه های دسته بندی تشخیص زئولیت ها از سایر مواد است.

پیش از واژه‌ی زئولیت ما نام آلومینا سیلیکات را برای این ماده معدنی متصور میشدیم ولی بعد از آن صرفا به ساختارهایی که شامل T-atom (ساختارهای چاروجهی با پیوند اکسیژنی) بودند گفته می شد .

انجمن بین المللی زئولیت برای هر کدام از framework های زئولیتی یک نام سه حرفی تخصیص داده است. این انجمن برای دگرگونی ها و کشفیات احتمالی در ساختار زئولیت ها سالانه Atlas of Zeolite را نشر میدهند.

در Atlas of Zeolite ای که در سال 2009 منتشر شد 191 نوع framework متنوع معرفی شد این درحالی بود که در سال 2001 تنها 133 عدد بودند.

یکی از دلایلی که اهمیت این مواد را در آینده نشان میدهد تغییر در تعداد ساختارهای آنها است. اکنون گروه هایی برای تحقیق و پیدا کردن ساختار های متفاوت زئولیت ها و کاربردهای ویژه آنها در دانشگاه ها و مراکز علمی به وجود آمده اند.
با وجود آمدن این گروه ها زئولیت هایی با ساختار های کریستالی پیچیده و خاص تولید شده اند.
یکی دیگر از تفاوت های غیر قابل چشم پوشی در زئولیت ها علاوه بر تفاوت در ساختار کریستالی این است که باعث پدیدار شدن خواص بسیار متفاوت تر در زئولیتها میشود،پرامتر نسبت Si/Al است.این نسبت یکی از پرکاربرد پارامترها در زئولیت ها می باشد.

این مطلب را از دست ندهید
دیوار پیش ساخته داخل منزل

تغییرات این نسبت در بین زئولیت های گوناگون بین یک تا بینهایت تغییر میکند.

خواص متفاوت زئولیت ها بر اساس نسبت Si/Al به چهار دسته تقسیم میشوند:

1. با نسبت Si/Al پایین (1.5-1)
2. با نسبت Si/Al متوسط(5-2)
3. با نسبت Si/Al بالا(100-10)
4. با نسبت Si/Al بالاتر: (بالا تر از 100) این دسته را به اصطلاح سیلیکلا زئولیت یا سیلیکا میشناسند
مقدار زیادی از این زئولیت ها در حین تحقیق تولید شده اند و خواصی که دارند نیز هنوز در دست تحقیق است. یعنی هنوز تعداد اندکی از زئولیت ها وارد صنعت شده اند. مهم ترین کاری که زئولیت ها در صنعتی انجام میدهند مربوط به بکارگیری از زئولیت A و تا حدودی دیگر زئولیت ها در صنعت مواد شوینده به عنوان جایگزین است.
اما در دنیا و همچنین ایران کاربرد مهمی که این مواد دارند در استفاده از زئولیت ZSM-5 به عنوان کاتالیزگر در FCC برا تصحیح عملکرد اکتان است.

در زیر چند نمونه از زئولیت های سنتزی که در صنعت زیاد استفاده میشوند را نام میبریم.
1. ZSM-5
2. Y
3. X
4. A
5. TS-1

زئولیت های دیگری هم که به وفور در تحقیقات استفاده میشوند نیز وجود دارند مانند:

1. SAPO-5
2. MCM-22
3. ZSM-22
4. ZSM-35
5. High silica ZSM-5