沸石的作用，沸石的作用原理及注意事项

市场上有许多矿物产品作为填充物。然而，这些矿物质中的大多数除了作为填充物之外并没有提供额外的好处。天然沸石矿物的卓越性能在用作填料时可提供增值产品。它的作用不仅仅是填充剂，而是一种特殊的催化剂或稳定剂成分。沸石的吸收能力使最终产品具有特殊功能，例如吸收产品内部或其周围的气味和有害气体。沸石的物理和机械性能赋予最终产品特殊的属性，如强度、弹性和耐热性、耐磨性和耐腐蚀性。同时，沸石作为填料可以通过消除对特殊试剂的需要来降低生产成本。与其他填料相比，它具有经济优势。它是一种无毒、环保的产品。

纸盒:能够生产高质量的纸箱。添加沸石的纸盒可以吸收水分、气味和气体。这是一个重要的好处，特别是对于食品工业中使用的纸盒包装。例如，添加沸石的比萨盒可以提供更脆的比萨。

纸:使特殊纸具有不同的孔隙率和吸水性。

PA、PP和PE:启用具有特殊功能的塑料/尼龙产品。例如，添加了沸石的 pe 袋通过吸收乙烯气体来延长水果和蔬菜的外壳寿命。这种袋子在水果和蔬菜的运输中很受欢迎。Rota Mining 的特殊微粉化 25 微米产品是聚合物材料的优良填料。

橡胶:降低橡胶的密度，从而提高刚性。与标准橡胶相比，添加沸石的橡胶具有更高的伸长率和拉伸强度

沸石的结构与孔隙

在比较沸石的结构与金属-有机框架中可能存在的结构时，一个突出的区别在于可以获得的内孔壁的角度。

而孔隙由于109°和130°的O-Si-O和Si-O-Si角，沸石支架定义的轮廓必然是钝的，金属点头可能的更高配位数在金属有机框架内可以产生以锐角相交的平坦孔隙表面。

一个极端的例子体现在新的金属有机框架Fe2的结构上（BDP），它是由Fe（乙酰乙酰）和1,4-苯并二吡唑与N，N-二甲基甲酰胺反应得到的黑色微晶固体。

这里是八面体铁中心通过µ2-吡唑基连接，形成沿一个晶体轴的链，一个环上的两个氮与不同的铁原子结合。

刚性的，几乎平面的bdp2-配体防御波纹三角形通道结构，沿三角形角有尖锐的裂缝。八面体铁中心的链构成了这些三角形的顶点。

一个可以很容易地想象这些缝隙如何为线性烷烃提供强大的范德华接触，而支链烷烃可能会在角落楔入自己。这个框架Fe2（BDP）的K与Sc2（BDC）的羧酸连接结构直接类似，但具有较大的金属···金属三角形边缘长度，作为排除了较长的连接器。

该结构也与Co（BDP）的结构有关，其中四面体钴中心链导致正方形通道。强铁-吡嗪酸盐Fe2（BDP）3的键和高度连接结构使其具有特殊的化学和热稳定性。

该材料可以在pH值为2-10的水溶液中煮沸两周。在动态真空条件下，在180°C下溶剂化合成的Fe2（BDP）3，得到了一种完全激活的微孔形式，表现出布鲁内纳-埃米特-泰勒表面积1230 m2 /g。

在130、160和200°C之间测量了5种不同己烷异构体的纯组分平衡吸附等温线°C与工业分离相关。与沸石相比，作为一个筛子，Fe2（BDP）3抽真空结构中通道的尺寸为大到足以容纳所有五个己烷异构体。

在130°C时，等温线数据以不同程度的陡度上升，直到达到饱和。在其他区域中，陡度的降低程度线性与单支异构体与双支异构体表明吸附强度相应降低。

在200°C时，等温线的上升幅度要小得多，并且没有达到饱和度，在160°C时，正己烷和单支异构体表现出在130和200°C等温线之间的插值行为：达到或接近达到饱和容量，但在保险金额高于130°C的要求。

在大约100 mbar和200°C下，Fe2（BDP）3比沸石5a体积吸附60%，正己烷重量增加100%吸附选择性，使Fe2（BDP）3成为比沸石5a更有效的吸附剂。

在160°C两个双支链己烷异构体显示逐步吸附，拐点接近100 mbar。通过对环己烷34和正己烷35的吸附，之前已经观察到了对烷烃的逐步吸收，并且可以用量热数据支持的熵参数来解释。

拐点发生在每摩尔fe2（BDP）30.5摩尔附近。这是由模拟结果所支持的下面讨论的Ns，在两个相邻的Fe2（BDP）3亚单元沿三角形通道形成的结构脊周围的堆积。

这种行为在200°C时并不明显，因为在测量的条件下没有达到0.5摩尔的负载。在130°C时，这一步不那么突出，原因：熵分量吉布斯自由能在较低的温度下较小，等温线的陡度掩盖了这一特征。

5个正己烷异构体在Fe2（BDP）3中的吸附焓确实取决于分支的程度。

通过微分计算了等位空间吸附热与温度无关的组合双位点朗缪尔-弗伦德利希符合在130、160和200°C下获得的等温线数据。

线性正己烷异构体与框架的相互作用最强，因为有更大的比例与其他异构体相比，其表面能与三角形通道孔表面相互作用。比较甲基戊烷异构体，零覆盖的等空间热最初非常相似，但更相似进入孔后，两种异构体的相互作用强度发散。

在这里，2-甲基戊烷链的较高的灵活性显然允许更强的吸附-吸附剂相互作用应保持在较高的负载下。

体积较大的二甲基丁烷异构体没有足够的灵活性，不能最大限度地提高与孔隙表面的范德华相互作用，并且具有最低的焓。

这种选择性趋势偶尔在沸石的负载下观察到，这是由于不同的异构体存在于异相孔结构的不同部分，37bu在更大的载荷下，它就消失了。

相比之下，对于Fe2（BDP）3，异构体与相同的、相对均匀的表面的相互作用不同。

综上所述，五个十六进制的吸附焓和熵的变化趋势烷同分异构体共同产生线性>单支链>双支链异构体吸附量的自由能层次。线性异构体结合更强，另外不需要子在每个单位细胞负荷超过0.5个分子时的实质性重组。

引用文献：

[1]硅橡胶富氧膜材料研究进展

[2]聚砜类分离膜材料及其改性研究进展

[3]气体膜分离技术及应用

[4]聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺平板复合膜分离CO_2/CH_4的研究

[5]有机-无机复合SiO_2膜的制备及水蒸气稳定性能研究

沸石是择形催化剂之一。沸石的特性来自分子尺寸上的结构限制，对于择形催化至关重要。

沸石不同位置的催化酸位对反应物分子表现出明显的限域作用，尤其体现在丝光沸石（MOR）沸石催化二甲醚（DME）羰基化反应中。

近日，中科院大连化学物理研究所刘忠民研究员课题组开发出一种优先去除12元环（12-MR）通道中酸性位点的新策略。 MOR 沸石经过三甲基氯硅烷 (TMCS) 甲硅烷基化处理，可提高 DME 羰基化性能。这项研究于 4 月 1 日发表在ACS Catalysis上。

MOR沸石的8元环（8-MR）通道是二甲醚选择性羰基化的首选，而较大的12-MR通道可以容纳更多的反应路线，这将导致MOR沸石的快速失活。因此，有必要选择性地去除MOR的12-MR通道中的酸位以提高其在DME羰基化反应中的 催化性能。

研究人员使用原位漫反射红外傅立叶变换 (DRIFT) 和29 Si 交叉偏振 (CP) 核磁共振 (NMR) 光谱技术研究了 TMCS 分子与氢丝光沸石不同位置的桥接羟基的相互作用(HMOR) 沸石。

他们发现 TMCS 分子通过氯基和 Brønsted H +原子之间的水解反应桥接 HMOR 框架以覆盖酸性位点。由于空间限制，硅烷化处理通过 TMCS 替代 HMOR 沸石中 12-MR 通道内的 Brønsted H +原子，选择性地将大部分酸位点 (80%) 保留在所需位置，从而导致更好的选择性和更长的时间DME 羰基化反应中的寿命。

与掩盖异味的空气清新剂或香水不同，天然沸石可作为分子筛捕捉和去除异味。由于其孔隙率和阳离子交换能力，有毒气味被困在其晶体结构内，并从周围环境中去除。

沸石是一种成功的气味控制剂，因为它能够吸收和吸附液体、气体和悬浮物。从本质上讲，它就像一块海绵，吸收液体（吸收），在此过程中，物质和气体附着在内部孔隙的表面（吸附）（Hogg，2003 年）。

例如，这两种特性共同作用以消除动物垃圾区的异味。液体和固体废物中的铵 (NH4+) 不断转化为氨气 (NH3)。沸石通过吸收废物中的水分和吸附液体上微生物活动产生的氨来控制气味 (Hogg, 2003)。

因为沸石吸收液体，所以矿物质在潮湿时不会变滑。因此，沸石可以应用于木材、混凝土或橡胶地板，而无需担心会产生光滑的表面（Hill，2012 年）。

在清洁地下室、谷仓或隔间等潮湿区域时，沸石的吸收能力也能提高效率；在使用沸石之前无需完全干燥地板或墙壁，因为这种矿物在接触时会自然吸收水分和气味。

沸石对人和动物无毒；如果被摄入、接触皮肤或与眼睛接触，它不会造成伤害 (Hill 2012)。这种矿物“不易燃，对环境无害，可以在水边安全地处理和徒手喂食，这对那些有化学敏感性的人来说特别好”（Hill，2012 年，第 46 页）。

沸石是由水合铝硅酸盐组成的矿物组，已知是用于许多应用的非常有前途的材料。例如，它们可用作催化剂、阳离子交换剂和分子筛。

虽然过去的许多研究已经检验了这些材料的潜力，但迄今为止，在沸石合成过程中管理相竞争已被证明是具有挑战性和劳动密集型的。术语沸石合成是指在实验室中制造或合成沸石的过程。麻省理工学院 (MIT) 的研究人员与瓦伦西亚理工大学和斯德哥尔摩大学的研究人员合作，最近提出了一种在模板化沸石合成过程中控制相选择性的新策略。发表在《科学》杂志上的一篇论文中提出了这种策略，它基于原子模拟、文献挖掘、人机交互、合成和材料表征技术的结合使用。

   我们在麻省理工学院学习物质实验室的研究侧重于材料科学中大海捞针的问题，”进行这项研究的研究人员之一拉斐尔·戈麦斯-邦巴雷利告诉 Phys.org。“几十年来，设计一种选择性地模板化给定沸石的分子一直是一个困难的组合问题，在实验室中进行了大量试验和错误。虽然原子模拟在历史上有所帮助，但传统方法缺少选择性的作用，因为它们专注于单个一次沸石。 

Gomez-Bombarelli 和他的同事使用基于分子力学的高通量模拟来量化不同分子模板对他们试图制造的沸石和那些不适合给定应用的沸石的亲和力。该团队从超过 586,000 次沸石分子模拟中获取信息，这些模拟与材料设计中的现有文献一致。

“使用这些模拟，我们发现了最具选择性的模板，即使它们不是最强的粘合剂，”参与该研究的另一位研究员 Daniel Schwalbe-Koda 告诉 Phys.org。“由于我们在前一年对快速算法进行了微调，并根据数十年的文献数据进行了基准测试，我们的模拟比传统方法快了几个数量级，并使我们能够非常有效地实现大量组合。”

疯狂的石头（8）！

我们在前面7篇当中，比较系统的给大家介绍了沸石在生活环境，工业生产，自然环境，农业，养殖，种植，医药，美容，国防，建材等等的应用场景，随着科研技术的不断发展，沸石的广阔前景和应用价值不可估量，商机和财富是并行，抓住了商机等于看到了财富，有句话说得好，不要站在金山上挖煤，今天是我们的第8篇，也是介绍沸石的最后一篇------总结篇！

沸石美容产品：唇膏，面膜，全球唯一单剂：三合一洗，护，染

沸石主要产地

海南、河北、黑龙江、山东。

沸石研究及应用在国际上沸石已经具有相当成熟的应用技术,众多的国际顶级科研院所、专业机构参与到沸石高端应用技术的持续科研与开发。包括国际知名院校: 帝国理工学院、美国维拉诺大学、美国罗格斯大学、美国马里兰大学、韩国延世大学等。至今涌现出一批具有代表性的应用型企业，例如：美国阿纳康达矿物公司，大西洋里奇菲尔德公司。已利用沸石开发了下列产品：土壤调节剂；污水处理产品；杀虫剂，农药载体；除臭剂；调节或控制水产养殖系统的应用产品；干燥用产品；太阳能制冷及供暖系统用产品；天然气及工业气体纯化用产品；动物饲料添加剂等。美国、澳大利亚、德国、日本等地的天然沸石保健品已远销全球。中国科学院、中国林业科学研究院、北京农林科学院、清华大学、中国地质大学、河北农业大学、韩国延世大学、韩国仁荷大学、韩国沸石研究所、日本诹访技术株式会社、日本新工艺沸石研究所等众多国内外科研专家，历经多年技术研发，在沸石环保应用领域取得了几十项科研成果及多项专利。

沸石的应用

1 环保建材

水泥，添加剂，砌块，保温材料，墙面涂料等等。

2 洗涤用品

沸石手工皂，沸石面膜，沸石洗衣球，沸石富氢水等。

3 农业

养殖，种植，改善土壤

4 轻工业和日用化工

塑料，化工等等

5 环境保护

A, 用于空气净化　　

B,用于水污染治理去除氨氮和磷

C,去除砷

D,去除水中的金属离子

沸石吸附交换下来的重金属离子,还可浓缩回收,沸石经处理也可再生使用。

E去除有机污染物

F,沸石去除放射性物质

沸石具有架状结构，它们的晶体内，分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。

因为在这些空腔里还存在很多水分子，因此它们是含水矿物。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。于是，这也成了人们利用沸石的一个特点。

我们可以用沸石来分离炼油时产生的一些物质，可以让它使空气变得干燥，可以让它吸附某些污染物，净化和干燥酒精等等。

沸石的晶体构造可分为三种组分：

(1 ) 铝硅酸盐骨架

(2）骨架内含可交换阳离子M的孔道和空洞

(3）潜在相的水分子，即沸石水。

沸石是一族含水的具有连通孔道的呈架状构造的碱或碱土金属的硅酸盐或铝硅酸盐矿物；沸石具有很好的热稳定性和吸附性能，广泛应用于农业、石油化工、建筑材料、陶瓷、冶金、医药、催化剂、洗涤助剂、日用化工等领域。

1）离子交换性能

2）吸附性能

3）催化性能

4）热稳定性

5）耐酸性

分子筛

分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，其孔径与一般分子大小相当，据其有效孔径来筛分各种流体分子。沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐。沸石分子筛由于其特有的结构和性能，已成为一门独立的学科，沸石分子筛的应用已遍及石油化工、环保、生物工程、食品工业、医药化工等领域。随着国民经济各行业的发展，沸石分子筛的应用前景日益广阔。在禽畜业中，作饲料（猪、鸡）的添加剂和除臭剂等，可促进牲口成长，提高小鸡成活率。在环境保护方面，用来处理废气、废水，从废水废液中脱除或回收金属离子，脱除废水中放射性污染物。 它产于火山岩的气孔中，也可以是火山碎屑和火山熔岩的改变产物。 斜发沸石在加热和脱水后没有变形，结构相对稳定，是一种良好的天然分子筛材料。可以作为粉末或液体溶液。

斜发沸石矿物质浓缩物被证明是一种深度净化的膳食补充剂，用于定期每两年一次的清洁或果汁禁食方案。特别适用于从体内去除重金属，即使呼吸的空气中存在的所有毒素，所吃的食物和饮用的水都几乎不可能逃脱，通过促进身体的排毒过程来保护身体。

空气中含有重金属和化学污染物，食品和水供应以及使用和接触药品，家用和个人卫生用品，高含量的某些金属化合物，随着时间的推移，这些杂质的积累会影响重要器官以及神经和免疫系统的健康和功能。

涉及沸石粉的气味和液体吸附特性可以针对包括甲醛，硫化氢在内的一系列气体都能被沸石粉吸附，通常将沸石粉添加到小型空气过滤器中以吸附这些气体并减少室内空气的污染。还可用于干燥衣柜中的水分，用于吸附香烟气味。是一种非常有用的空气清洁剂。

自20世纪60年代初，从德国引进磷化氢以来，化学防治成为储粮害虫防治的主要手段，磷化氢在防治储粮害虫的危害，减少储粮损失损耗方面发挥了积极的作用，成为储粮害虫防治的主要技术手段。但是长期以来用磷化氢等化学药剂进行防治过程中，在取得快速效果的同时也引发了环境污染、 害虫抗性及对工作人员身体健康的危害等问题。当前，国内外对储粮防护剂的安全、药效研究一直保持着较高热度，美国、印度、澳大利亚、加拿大、法国等国已经成功研制出天然沸石杀虫剂，其可以直接与谷物拌和，达到防治储粮害虫的目的，并且无毒无害、杀虫防虫效果优秀。

研究人员提出将沸石应用于储粮杀虫剂中，由于沸石无毒、 无味， 吸附性强，防霉抑菌，防虫杀虫效果好， 防护期长， 无累积毒性， 对哺乳动物无毒， 与环境友好， 能保证粮食储藏的安全， 保持粮食食用品质， 符合绿色储粮的发展方向， 亦符合安全、 经济、 有效的原则， 是一种优秀的环保型谷物保护剂，因此当前受到许多国家害虫防治专家的青睐。

近日，德国弗劳恩霍夫研究所发表论文，提出利用沸石这种“热化学”存储材料，能够让热量在长期存储过程中不会损失，因此可以实现储存夏季热量至冬季使用的目的。 

储能技术被认为是有效提高能源综合利用效率的关键技术之一，可实现能源供给与需求在时间、空间和强度上的匹配调节，从而实现热量的跨时空、跨局域利用，对高效回收利用广泛的低品位能源具有重要作用。根据储能方式的不同，储热技术主要分为显热储能、相变潜热储能和热化学储能。

沸石作为一种“热化学”相变材料，具有储能密度大, 效率高以及近似恒温下吸热与放热等优点, 因而可以应用于很多能源应用领域, 如废热回收、智能空调建筑物、 调温调湿、工程保温材料、医疗保健、 纺织行业(保温衣物) 、 日常生活、 航天与卫星等精密仪器的恒温等方面。

随着科技的不断发展，人们一直在致力于寻找合适的太阳能存储技术，以最小的成本满足人们对生活的需求。另一方面，世界范围内的能源日趋紧张与环境污染问题以及我国目前的能源结构调整策略为热化学储能的应用带来了很大的契机。当前，热化学储能以自身具有的特殊功能，在大规模千兆瓦级电力调峰、太阳能热力发电、工业和民用废热和余热的回收利用等领域具有广泛的应用前景。作为热化学储能的优秀代表，沸石太阳能储能方式应用前景十分广阔，相信不久的将来，沸石太阳能储能技术必将成为更重要的储能手段之一，为生产生活提供更有效的保障