沸石是什么

问题一：沸石是什么？ 沸石（zeolite）是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入。

沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种，按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负电。为了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。 世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色，有时为肉红色。拿在手上明显感到比一般石头轻，这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道，比蜂房要复杂得多。假如把沸石比作旅馆，那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”！的这些房间能根据“旅客”（分子和离子）的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾，绝对不会让“胖子”到“瘦子”的房间去，也不会使高个子与矮个子同住一室。根据沸石的这一特性，人们用它来筛选分子，获得很好的效果。这对在工业废液中回收铜、铅、镉、镍、钼等金属微粒具有特别重要的意义。 沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生长加快，体壮肉鲜，产蛋率高。 由于沸石的多孔性硅酸盐性质，小孔中存有一定量的空气，常被用于防暴沸。在加热时，小孔内的空气逸出，起到了气化核的作用，小气泡很容易在其边角上形成。

吸附剂和干燥剂 催化剂 洗涤剂 其他用途（污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂） 天然沸石是一种新兴材料，被广泛应用于工业、农业、国防等部门，并且它的用途还在不断地开拓。沸石被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂叮水泥混合材料。在石油、化学工业中，用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化；气、液净化、分离和储存剂；硬水软化、海水淡化剂；特殊干燥剂（干燥空气、氮、烃类等）。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。在国防、空间技术、超真空技术、开发能源、电子工业等方面，用作吸附分离剂和干燥剂。在建材工业中，用作水泥水硬性活性掺和料，烧制人工轻骨料，制作轻质高强度板材和砖。在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用。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。

没有人吃过！

问题二：沸石是什么？ 1756年，有个名叫克朗斯提（Cronstedt）的瑞典矿物学家，一次偶然机会发现了一种矿石在灼烧时，孔道中的水急速气化排出，好像沸腾了似的，因此将这种石头命名为“沸石”（zeolite）。

在上亿年前，地球上的火山喷发出来的灼热岩浆流入冰冷的海水，在水火交融的一瞬间形成了美丽的结晶体沉入了海底，经过上亿

年的地表运动就形成了像宝石一般美丽的矿石――沸石。

沸石是一种含水架状结构的多孔硅铝酸盐矿石，其基本结构为硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4)。沸石内部充满了细微的孔穴和通道，比蜂房还要复杂得多，1立方微米具有100万个纳米级孔穴。沸石内孔径为0.3~1纳米（nm）。

沸石在西方国家被称为“生命之石、活力之石”。在美国给动物吃了30年，当作药物做人体实验有13年，被FDA(食物药品管理局)列入GRAS名单内(Generally recognized as safe)认定完全是安全的。沸石已经被美国航空航天局NASA认证并应用于研究，是一个被国际化妆品原料词典ICID记录（记录编号：19488，高科技添加物）的经验证为安全的无机物。沸石的主要成分的安全性已被俄罗斯卫生部药理委员会进行的分析所确认，同时也被世界红十字会俄罗斯分会唯一认可，同意将红十字标志用于该产品的商标中。

沸石本身具有5大特性，支持它在土壤修复、环保建材、日用轻工、水处理、医疗保健、环境保护、国防电子、石油化工均非常巨大的用途，但是目前只有在国际被更多应用，国内之前因为技术的限制，对沸石的应用上都比较粗糙一般用在水过滤产业上。目前只有北京国投盛世科技股份有限公司旗下的研究机构整合韩国与日本的技术以及国内最顶尖沸石专家的研究近期才有了新的突破，在环保建材、土壤修复、日用轻工、水处理、环境保护等行业有了新产品与技术的面世。（想了解的不妨去百度搜索国投盛世）

问题三：沸石的工作原理是什么？ 沸石（素烧瓷片）微孔中的气体受热膨胀后呈细小气泡逸出，可以成为受热时的气化中心，使液体平稳沸腾，防止暴沸

问题四：沸石是做什么的 书上说是防止液体爆沸的

吸附剂和干燥剂

催化剂

洗涤剂

其他用途（污水处理、土壤改良剂、饲料添加剂）

天然沸石是一种新兴材料，被广泛应用于工业、农业、国防等部门，并且它的用途还在不断地开拓。沸石被用作离子交换剂、吸附分离剂、干燥剂、催化剂、水泥混合材料。在石油、化学工业中，用作石油炼制的催化裂化、氢化裂化和石油的化学异构化、重整、烷基化、歧化；气、液净化、分离和储存剂；硬水软化、海水淡化剂；特殊干燥剂（干燥空气、氮、烃类等）。在轻工行业用于造纸、合成橡胶、塑料、树脂、涂料充填剂和素质颜色等。在国防、空间技术、超真空技术、开发能源、电子工业等方面，用作吸附分离剂和干燥剂。在建材工业中，用作水泥水硬性活性掺和料，烧制人工轻骨料，制作轻质高强度板材和砖。在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用。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。

在医学上沸石用于血液、尿中氮量的测定。沸石还被开发成为保健用品，用于抗衰老，去除体内积累的重金属。

在生产中沸石常用于砂糖的精制。

新型墙材（加气混凝土砌块）原料

随着实心黏土砖逐步退出舞台，新型墙体材料应用比例目前已达到80%墙体材料生产企业以煤矸石、粉煤灰、陶粒、炉渣、轻质工业废渣、重质建筑垃圾、沸石等为主料，积极开发新型墙体材料。

在化学蒸馏或加热实验当中常用来防止暴沸，这是因为沸石的结构当中有大量的小孔，可作为气泡的凝结核，使反应液平稳沸腾。可用敲碎至米粒大小的素烧瓷片代替。

问题五：A4.沸石是什么 5分 沸石（zeolite）是一种矿石，最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。此后，人们对沸石的研究不断深入。

沸石――有很多种，已经发现的就有46种。它们的共同特点就是具有架状结构，就是说在它们的晶体内，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。这些水分在遇到高温时会排出来，比如用火焰去烧时，大多数沸石便会膨胀发泡，像是沸腾一般。沸石的名字就是因此而来。不同的沸石具有不同的形态，如方沸石和菱沸石一般为轴状晶体，片沸石和辉沸石则呈板状，丝光沸石又成了针状或纤维状等等。各种沸石如果内部纯净的话，它们应该是无色或白色，但是如果内部混入了其他杂质，便会显出各种浅浅的颜色来。沸石还具有玻璃样的光泽。我们知道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。沸石矿物有很广的分布。特别多见于由火山碎屑形成的沉积岩石中。在土壤中也有发现。

近年来，人类在不断开发和利用沸石的特性并进行改性，使之应用于人类的健康事业之中，环保事业之中。比如，有一种斜发沸石，可以生产成一种健康食品，以物理方式来清除人体内的重金属、自由基、毒素垃圾等，打通人体微循环，恢复人的自愈力。日本核泄漏，在近海大量抛沸石以吸附核泄漏，以期减少其害。

沸石具有独特的晶体结构、物化性能，因而具有优良的吸附及选择性吸附、离子交换、催化、耐酸耐热等性能，使天然沸石、人工合成沸石在工业、农业、国防尖端科技等领域都得到了广泛的应用。

(一)建筑材料工业中的应用

在世界范围内，天然沸石主要用于建筑材料方面。

1.做水泥的活性掺和料

沸石的高活性，被大量用做水泥活性掺和料。

用水泥熟料60%、沸石岩35%、石膏5%配成的水泥，28天的抗压强度达392kg/cm2;沸石岩、石灰、石膏按一定的比例配合，还可制成300号的无熟料水泥;沸石岩作为水泥的掺和料可以改善水泥的性能，提高标号，降低成本。沸石岩掺和量为10%～15%的水泥，抗压强度高于纯熟料水泥，掺和量为30%～40%，水泥的抗压强度与纯熟料水泥基本一致。

2.烧制人工轻骨料

沸石岩在1200～1400℃的温度下焙烧膨胀，可烧制成优良的人工轻骨料(膨胀沸石陶粒)，用这种轻骨配制的混凝土与砾石、砂石等制成的混凝土相比，抗压强度高、容重低。例:膨胀沸石岩熟料440kg、页岩陶粒480kg、400号水泥422kg、水176kg制成的混凝土，28天抗压强度为358kg/cm2，湿容重为1522kg/m3;碎石1297kg、普通砂505kg、490号水泥422kg、水176kg制成的混凝土，28天抗压强度为312kg/cm2，湿容重2540kg/m3。

3.烧制轻质砖和轻质陶瓷制品

天然沸石在1100℃时具有发泡性，用85%～75%的沸石、5%～20%的其他粘土混合成型后，烧制成的高强砖，其比重小，为0.57～0.86，吸水率为0.6%～0.7%，孔隙度37.8%～24.3%，抗压强度为2110～2620kg/cm2，是高层建筑的理想材料。

采用50%～95%的粘土、50%～5%的沸石烧制成陶瓷制品时，可使制品的重量比纯粘土制品重量轻30%，耐抗压强度即有所提高，耐火性能及不透水性也好。

4.沸石岩作建筑石料

沸石凝灰岩具有孔隙度高、比重小、质地均匀、易采、切、割的特点，用其建筑的房子，结构牢固，不易崩解，而保温隔热性能良好，冬暖夏凉。

(二)农牧业中的应用

20世纪80年代以来，天然沸石在农业方面的利用受到许多国家的注意，国外几个主要沸石产国均将沸石广泛用于农业。日本是首先将沸石用于农业的国家，在这方面的应用已处于世界领先水平。美国年产几万吨的天然沸石主要用于畜牧业，所以沸石在农业上的利用是大有作为的。

1.土壤改良剂

一般的土壤，盐基交换量为5～10mmol/100g±，吸附性和保肥性较差，而含50%丝光沸石和斜发沸石的沸石岩，其交换量可达100mmol/100g±，把沸石粉施于土壤中，可提高土壤的盐基交换容量，从而增强土壤的肥力。同时沸石中的K+，Na+，Ca2+，Mg2+等阳离子是农作物生长时必需的元素。沸石多孔性结构和强的吸附能力，能使肥料和水免于流失，沸石可吸收空气中的NH3，N2，因此施沸石于土壤中能保肥保水，使农作物增产，沸石能吸附土壤中的病原菌和其他代谢产物，使病原菌的活动受到抑制，从而起到防止病虫害的作用。

2.畜牧业中的应用

在家禽的饲料中添加一定量的沸石(一般为5%～7%)，能促进其生长，在产蛋鸡饲料中添加5%的沸石粉，能明显提高其产蛋率。

日本在猪饲料中加5%的天然沸石粉，试验猪体重增加16%，猪饲料中加15%的天然斜发沸石，可以治瘉严重的猪腹泻病。

在奶牛饲料中，添加5%的沸石粉，可提高其产奶率，在家禽家畜饲料中撒入一定量的沸石粉，能吸附禽畜粪便产生的NH3，减轻臭味，防止疾病。当养鱼场的放养密度过大时，残余鱼食和鱼的排泻物会使水中的NH+4浓度迅速增加，而水体中NH+4含量大，鱼会停止生长甚至死亡。在养鱼场撒入钠型沸石会吸附掉水中的NH+4，有利于鱼类的生长。用天然沸石作富氧剂，有利于鲜鱼的运输。

(三)在石油化工中的应用

1.做催化剂和催化剂载体

沸石做催化剂和催化剂载体，常按以下三种方式应用:①将天然沸石改型成氢型沸石，脱阳离子沸石或RE3+沸石，以利于羰离子型反应，加快其反应速度;②用天然沸石做载体，载上具有催化性能的金属，可提高其催化效应;③将天然沸石、合成沸石、活性氧化铝等混合使用，可使某种催化性质产生增效作用。

2.气、液的净化、分离、储存剂

(1)氢气的提纯

工业上用天然气分解法、石油裂解法、水电解法等制酸的氢气，其纯度往往不高，常存有O2，N2，CO，CO2，H2O蒸气等杂质，不能满足某些方面的需要，用低温液化方法可以除去这些杂质，但设备复杂，成本高，若用沸石吸附法，设备简单，操作容易，吸附效果好，吸附速度快，吸附剂还可以再生使用，用1～3NNaCl，HCl处理过的天然丝光沸石1.8kg可以制纯190L的氢气，纯度可达99.99%以上。

(2)氮、氧的富集与分离

用低温液化分溜法可制取高纯度O2，N2;但成本较高。工业上常大量使用的是低纯度的N2和O2，可用沸石(天然丝光沸石)做吸附剂量，用吸附、分离方法富集一定纯度的氧气和氮气。这种方法具有设备简单，吸附速度快，吸附量大等优点。在标准状况下，天然丝光沸石对O2的吸附量为21.8mL/g沸石，对N2的吸附量为8.6mL/g，氧气纯度可达70%～90%，氧气回收率达55%～59%。

(3)其他气体的净化

天然气的净化:用菱沸石、毛沸石做分子筛可以将天然气中的H2S，CO2，SO2等气体吸附除掉，还可吸附除去其他碳氢化合物中的HCl、NH4等气体。

(4)气、液的储存运输

对易发生反应的气体或液体，以沸石为载体，吸附在沸石中，以便于储存和运输。如天然气的运输则可用沸石作吸附材料。

菱沸石具有吸附氧化氘较高的性能，可用来富集重水。

3.其他方面的用途

从海水中提取钾:钾肥是农作物生长不可缺少的三大肥料之一，而我国目前的钾肥还很缺乏。用NaCl溶液在100℃下处理斜发沸石，使其变成Na型沸石后从海水中提取钾，K+的交换量为54.1mg/g沸石。斜发沸石可交换Ca2+，Mg2+等离子，因此可用沸石软化硬水和淡化海水，试验表明，18g沸石可以使80～90mL的海水淡化变成无菌的饮用水。

(四)在环境保护方面的应用

沸石具有优越的吸附和离子交换性能，对于消除工业废气废水的污染有较好的效果。因此，天然沸石在环境保护方面是一种经济而有效的净化剂。

1.废气处理

吸附消除SO2。SO2是许多化工厂排放的有害气体，可以用X型分子筛、合成丝光沸石、活性炭作吸附剂对其进行消除。X型分子筛吸附容量大，一般为200～30mL/g沸石，但耐酸性较差。当SO2与水共存时，形成亚硫酸和硫酸，使X型分子筛遭到破坏;合成丝光沸石耐酸性较好，但吸附容量小;活性炭能吸附除去SO2，但不能再生使用，而且成本高;天然丝光沸石、斜发沸石具有耐酸、耐高温等特点，适用于酸性环境，可以大量吸附SO2，还可以解吸再生。因此，天然丝光沸石、斜发沸石是高效能的吸附剂。天然沸石还可用于合成氨的废气中吸收氨，从硫酸废气中吸附H2S，从其他工业废气中吸附CO、NH3等。

2.废水处理

沸石中的可交换性阳离子是K+，Na+，Ca2+，相对其他重金属离子和放射性元素来说，是无害的。斜发沸石和丝光沸石对废水中的137Cs和90Sr有极好的交换除去能力。当含137Cs的废水低速流过沸石时，99%的137Cs可以被吸附掉，废水中的重金属，尤其是Pb，Hg，Cd对人体危害极大，用碱处理过的丝光沸石和斜发沸石，对这些金属离子的吸附效果极佳，用0.05NHCl还可以浓缩回收被沸石吸附的重金属离子，用NaOH溶液可使沸石再生。

废水中如果含有较多的磷酸根离子，会使藻类大量繁殖，造成水质污浊和鱼类死亡，可用强碱法将铵以氨气的形式除掉，把磷酸根离子变成不溶性尘沉淀除去。还可以用离子交换树脂法除去磷酸根离子，但这些方法工艺复杂，处理费用高，如果用0.1%～0.2%的Ca(OH)2在80℃下处理后的天然沸石作阳离子交换剂，在弱酸性或弱碱性的废水中，这种处理过的沸石能将铵离子和磷酸根离子浓度降低到3×10－6以下，用过的这种交换剂，只需用0.12%～0.2%的Ca(OH)2溶液接触半个小时，就可再生使用。

沸石具有很高的选择性阳离子交换能力，故适用于核废料处理及冶金废物处理。当放射性废物穿过装满沸石的滤柱时，沸石可以选择性吸附134Cs、137Cs和90Sr。我囯用斜发沸石和菱沸石处理放射性废物的研究及应用已有30多年的历史。在黑色和有色金属加工、冶炼和精炼生产中，使用沸石处理污染物具有很大的潜力。

(五)在能源、空间技术、原子能工业中的应用

1.劣质煤的利用

自然界赋存着很多规模巨大的劣质煤矿资源，有的煤矿埋藏于地下深处，如美国就有25%以上的煤埋于地下深处。对于这劣质煤和埋藏于地下深处的煤炭资源，由于开采费用高，深处的煤常规方法不能开采，通过沸石的富氧作用，取得廉价的氧，把富氧的空气泵入地下煤层，加速燃烧，使煤气化，然后取出煤化气再加以利用，为劣质煤和埋藏于深处的煤的利用开辟了新的途径。

2.空间技术中的应用

在宇宙飞船和潜艇中，为了维持人生存的环境，需要除去工作人员呼出的CO2，过去用LiOH作CO2吸附剂，但LiOH不能再生使用，需定期更换，用沸石作吸附剂，则能克服上述缺点。

3.原子能方面的应用

沸石的耐辐射性能好，可以储存各种放射性的金属离子、放射性气体和挥发性气体物质，故沸石可用作原子反应堆中裂变反应物的储存器。

(六)轻工业中的应用

造纸工业中常使用高岭土和滑石作为纸张的填料，试验证实，用沸石作纸张的填料，能提高纸张的质量，使其具有白度高、吸附性强、耐火性能好(在烛火上11～12秒钟不燃)等优点;沸石还可以用于合成橡胶、塑料、涂料的填料，其具有耐酸、耐腐蚀、耐热等优点。

利用天然沸石优良的吸附和离子交换性能，使天然沸石与脂肪酸结合，可制成新型洗衣皂，经浙江丽水化工厂试制，产品性能良好，用它能节约脂肪酸，减少滑脂用量，降低原料成本。用改性的天然沸石代替部分三聚磷酸钠(STPP———洗衣粉的助洗剂，具有使硬水软化的功能)制造新型洗衣粉，不但可以减少三聚磷酸钠对水质的污染，还可降低原料成本，经有关化工厂试制核算，成本可降低35%～70%。沸石优良的吸附性能，还可用于食用油脂的精制，它能大量除去食用油脂中各种色素、毒素以及臭味。

(七)在其他方面的应用

1.脱水、深度干燥剂

在化工厂，天然沸石被用于产品的脱水、深度干燥剂。产品经干燥后的含水量是可降低10×10－6以下，用常规方法是难以达到的，价格远远低于常用的合成沸石和硅胶，且使用寿命长。某化工厂将天然沸石吸附剂用于氟利昂制冷剂的脱水，其效果显著，这种天然沸石吸附剂对氟利昂F－12液相脱水具有更高的吸附深度和吸附容量，使工业氟制冷剂F－12水分含量可降至10×10－6以下，可以满足电冰箱、塑料发泡剂等行业的要求，以F－12二氟二氯甲烷为制冷剂时，水分允许含量为6×10－6，用沸石分子筛可脱除至2×10－6以下。

2.沸石在太阳能方面的应用

近几年来美国利用斜发沸石从太阳辐射中吸收和释放热能，既用于空调，又用于水加热，取得成功后，一些国家认为这是天然沸石的一个具有远景意义的利用领域。加拿大发明了一种储存太阳能的新办法，这种办法是利用沸石容易吸收热量，采用一种装满沸石的容器，在与湿润空气接触时又可以放出热量的原理，用来为房间供热。

天然沸石的应用非常广泛，是开发潜力巨大的矿物资源。