Le zeoliti sono una classe interessante di materiali con caratteristiche strutturali che li rendono utili come adsorbenti e catalizzatori. Alcuni sono estratti da giacimenti naturali, mentre altri sono sintetici e prodotta in laboratorio. Essi godono di una vasta gamma di usi nei detergenti, purificazione di acqua, come materiale essicante e nella catalisi delle reazioni chimiche.
Composizione
Per definizione, tutte le zeoliti sono minerali di silicato di alluminio, significato che contengono alluminio, ossigeno e silicio. La formula generale è Mn [(AlO2) x (SiO2) y] z H2O, dove n, x, y e z sono numeri che variano a seconda della zeolite. La M può essere un altro elemento metallico come sodio. Questi minerali sono idratati, significato che contengono molecole d'acqua incorporato nella loro struttura di cristallo. Minerali di zeolite naturale possono anche contenere impurità o contaminanti come ferro o solfati.
Caratteristiche strutturali
Le zeoliti sono costituite da reti di accordi polyhedral o tetraedriche degli atomi. Ogni atomo di silicio forma il centro di un tetraedro con atomi di ossigeno agli angoli. Questi tetraedri possono essere collegati da loro angoli per formare una varietà abbagliante di strutture 3-d. Queste strutture contengono generalmente gabbie o canali di piccole dimensioni; di solito la dimensione dei pori è tra 3 e 10 Angstrom, o 10-milionesimi di millimetro.
Variazioni
Oltre 130 strutture di framework differenti sono stati trovati nelle zeoliti. Alcuni le zeoliti sintetiche utilizzano anche fosforo invece di silicio o alluminio come l'atomo tetraedrico in questi accordi. Quaranta zeoliti differenti si trovano in natura, mentre oltre 150 diversi tipi sono stati sintetizzati in laboratorio. I pori e canali nelle zeoliti non sono sempre perfettamente cilindriche, e anche se tutti i pori in una zeolite dato hanno forma e dimensione uniforme, forma e dimensioni variano ampiamente tra diverse zeoliti. Queste variazioni rendono preferibile per determinati tipi di applicazioni diverse zeoliti.
Proprietà
La dimensione dei pori piccoli e forma ben definita di micropori nelle zeoliti permette loro di agire come "setacci molecolari", dove alcune molecole possono entrare i micropori o canali mentre gli altri non possono. Zeoliti inoltre preferenzialmente possono adsorbire alcune molecole ed escludere gli altri. Queste caratteristiche li rendono prezioso per la filtrazione dell'acqua, addolcimento dell'acqua e detersivi per bucato. Le cavità in zeoliti inoltre è in grado di fornire ambienti unici che favoriscono determinati tipi di reazioni. Secondo l'Università di Guelph, alcuni 30 al 50 per cento di tutti i carburanti sono prodotte con l'aiuto di catalizzatori di zeolite.