انواع زئولیت ها

خصوصیات اصلی فیزیکی و شیمیایی زئولیت ها مربوط به ترکیب شیمیایی و ساختمان بلورین آنهاست. به عبارت دیگر خواص آنها به طبیعت شیمی و فیزیکی آب موجود در ساختمان زئولیت ها و همچنین به نحوه قرار گرفتن آب درون شبکه های مولکولی بستگی دارد. وجود فلزات قلیایی و قلیایی خاکی و وجود فضاهای خالی و مواد معدنی متعدد به هم مرتبط در آنها از دیگر دلایل تنوع خواص زئولیت هاست. زئولیت ها دارای خواص دیگری نیز می باشند که به اختصار در زیر آورده شده است:

  1. میزان آبگیری زیاد
  2. ثبات ساختمان بلوری در هنگام آبگیری
  3. توانایی تبادل یونی
  4. وجود کانالهای مولکولی یکنواخت در بلورهای آبگیری شده تبادل کاتیونی
  5. فیلتر (الک) مولکولی (molecular sieve)
  6. جذب و دفعمواد مختلف       
  7. جذب انتخابی بر اساس میزان اسیدیته
  8. جذب انتخابی بر اساس اندازه ذرات
  9. و ...

همه خصوصیات منحصر به فرد همه مواد بلوری برآمده از توپولوژی چارچوب (Frame work Topology) ناشی می شود. در حال حاضر یکی از راههای دسته بندی زئولیت ها و همچنین شناسایی زئولیت از سایر مواد بررسی ساختار کریستالی استاندارد زئولیت ها است.

در گذشته واژه زئولیت تداعی کننده نام آلومینا سیلیکات بود، ولی بعدها فقط به ساختار هایی نسبت داده شده است که شامل T-atom (ساختار های چهاروجهی با اکسیژن پیوندی) بودند.

انجمن بین المللی زئولیت یک اسم سه حرفی را به هر یک از framework  های زئولیتی اختصاص داده است. این انجمن هر چند سال یک بار Atlas of Zeolite را منتشر می کند و تغییرات و کشفیات احتمالی در ساختار زئولیت ها را چاپ می کند. در نسخه سال 2009 این انجمن 191 عدد  Framework متفاوت بیان شده است، در حالی که تعداد این framework ها در سال 2001، 133 عدد بوده است. این تغییرات در تعداد ساختار ها اهمیت این مواد در آینده صنایع مختلف را نشان می دهد. در حال حاضر گروههای تحقیقاتی بسیاری در دانشگاهها و مراکز علمی دیگر به دنبال ساختارهای متفاوت زئولیت برای کاربرد های خاص هستند. این فعالیت ها باعث تولید زئولیت هایی با ساختار کریستالی بسیار پیچیده و خاص شده است.

زئولیت ها علاوه بر تفاوت در ساختار کریستالی تفاوت عمده دیگری نیز دارند، که باعث خواص بسیار متفاوت و خاص در زئولیت ها می شود. این پارامتر نسبت Si/Al است. این نسبت شاید مهمترین پارامتر زئولیت ها باشد. تغییرات Si/Al در زئولیت های مختلف بین 1 تا ∞ متغییر است. زئولیت ها با نسبت های متفاوت Si/Al دارای خواص متفاوت بسیاری هستند. زئولیت ها بر اساس نسبت Si/Al  به چهار دسته تقسیم بندی می شود:

  1. با نسبت Si/Al پایین (1-1.5)
  2. با نسبت Si/Al متوسط (2-5)
  3. با نسبت Si/Al بالا (10-100)
  4. با نسبت Si/Al بالا (بالاتر از 100): این دسته را به اصطلاح سیلیکات زئولیت یا سیلیکا می نامند.

بسیاری از زئولیت ها فقط در مرحله تحقیقاتی ایجاد شده و کاربرد های آنها نیز هنوز در مرحله تحقیق است. به طور کلی هنوز تعداد کمی از زئولیت ها توانسته اند جای خود را در صنعت باز کنند. اما مهمترین کاربرد زئولیت ها در فاز صنعتی مربوط به استفاده از زئولیت A و تا حدی سایر زئولیت ها به عنوان جایگزین در صنعت شوینده است. اما از کاریرد های مهم دیگر زئولیت ها که هم اکنون در دنیا و حتی ایران می توان به استفاده از زئولیت ZSM-5  به عنوان کاتالیست در FCC برای بهبود عدد اکتان اشاره کرد.

از مهمترین زئولیت های سنتزی که استفاده صنعتی و تحقیقاتی آنها زیاد است، می توان به چند نمونه اشاره کرد:

  1. ZSM-5
  2. Y
  3. X
  4. A
  5. TS-1

 و از زئولیت های دیگر که تحقیقات فراوانی بر روی آنها انجام شده است و در برخی صنایع نیز از آنها استفاده می شود، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

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

استفاده از کلیه مطالب سایت با ذکر منبع مجاز است.