人造沸石和天然沸石 从天然沸石到人工合成沸石，它们之间有什么区别

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人们最早发现天然微孔的硅铝酸盐(natural aluminosilicate)即天然沸石(zcolite)是在1756年。人们在长期的实践活动中对天然沸石的一些性质有了一定的认识，其中包括沸石矿物具有可逆的脱水作用，即沸石脱水后又能重新吸附水。19世纪末，人们在研究某些土壤的离子交换性质时，发现天然沸石也具有同样的作用，其中的阳离子可以被其他金属阳离子取代。同时发现天然菱沸石能迅速地吸附水、甲醇、乙醇和甲酸蒸气，然而几乎不吸附丙酮、乙醚和苯。不久以后，人们认识到这些结果的重要性，开始把它们当作吸附剂与干燥剂使用，并利用它们来分离某些不同的气体分子，后来在空气的分离与提纯过程中，使用天然沸石也获得了良好的结果.

从地质学上讲，天然沸石最早被发现存在于玄武岩的孔洞中。到19世纪末，发现在沉积岩中也存在沸石根据Munsen R A与Sheppard R A等在研究沸石成因的过程中指出，玄武岩熔岩流和含有多种成分的地下热水或温泉的作用下可生成沸石(陆成沉积物)；含有火山玻璃质的沉积物与富钠的海水反应，也可以生成沸石(海成沉积物)还有是由于火山沉积物与碱性湖水的作用而生成沸石(碱性盐湖沉积物)，这种成因的沸石，储量比较大，分布也比较广。根据上述沸石矿床的地质生成情况，可以推断，有火山岩和盐湖分布的地区，可能会有沸石矿床的蕴藏。随着地质勘探工作和矿物研究工作的逐步展开，人们发现的天然沸石的品种越来越多，到目前为止，天然沸石已发现有40余种，然而经结构测定的还不及30种。

1948年，RichardBarrer首次生产了一种没有天然对应物的合成沸石。大约在同一时间，米尔顿制造了第一批没有天然对应物的材料，如沸石A。新的天然沸石仍在被发现，世界各地的许多实验室正在发明新的合成沸石。

沸石是具有明确结构的三维、微孔、结晶固体，在其规则框架中包含铝、硅和氧；阳离子和水位于孔隙中。硅和铝原子通过共享的氧原子相互四面体配位。在成分上，沸石类似于粘土矿物。更具体地说，两者都是铝硅酸盐。然而，它们的晶体结构不同。

许多类型的粘土具有分层晶体结构（类似于一副纸牌），并且会随着水在层间吸收和去除而收缩和膨胀。相比之下，沸石具有刚性的3维晶体结构（类似于蜂窝），由相互连接的隧道和笼子网络组成。水可以自由进出这些孔，但沸石框架保持刚性。这种结构的另一个特殊方面是孔和通道的尺寸几乎一致，使晶体可以充当分子筛。

多孔沸石含有水分子和钾离子和钙离子，以及各种其他带正电荷的离子，但只有那些分子大小合适的分子才能进入孔隙，从而产生“筛分”特性。由于它们的规则和可重复的结构，它们以可预测的方式运行。

一、沸石的种类

沸石是在世界许多地方开采的天然矿物。商业上使用的大多数沸石都是合成生产的。在开发沸石的应用时，重要的是要记住并非所有这些矿物都是相同的。沸石有近50种不同类型的沸石（斜发沸石、菱沸石、菱沸石、丝光沸石等），其物理和化学性质各不相同。晶体结构和化学成分是主要差异。颗粒密度、阳离子选择性、分子孔径和强度只是根据所讨论的沸石而不同的一些特性。重要的是要知道人们正在使用的沸石的具体类型，以确保它适合一个人的需要。

有许多天然和合成沸石，每一种都具有独特的结构。市售的孔径范围从大约3Å到大约8Å。一些商业材料是：A、β、丝光沸石、Y、ZSM-5。

二、天然沸石和合成沸石的最大区别是：

合成材料是由消耗能量的化学品制造的，而天然材料是由天然矿体加工而成。合成沸石的二氧化硅与氧化铝之比为1:1，斜发沸石(clino)沸石的比率为5:1。Clino天然沸石在弱酸性环境中不会分解，而合成沸石会。天然沸石结构具有更耐酸的二氧化硅，可将其结构固定在一起。clino天然沸石在农业工业中被广泛接受用作土壤改良剂和饲料添加剂。