沸石离子交换原理

『壹』 为什么沸石具有离子交换功能

沸石内部有孔道和笼结构，不同沸石的孔道大小不一样，只能允许比孔道小的分子回或离子进入。沸答石具有交换性是因为不同离子的亲和力不同，例如K+的亲和力比Na+强，那么K+就能交换下钠型沸石中的Na+
希望对你有所帮助

『贰』 通过离子交换法可以将金属引入沸石筛骨架吗

金属离子进入沸石骨架的方法有如下几种：
1.原位合成。即在沸石合成时引回入金属阳离子，则在沸石骨架中答引入金属阳离子来充当正电位来平衡骨架电荷。
2.浸渍。即将沸石做成一定的形状，用金属阳离子溶液来浸泡，靠毛细管压力将金属离子渗透到内部。
3.离子交换。即利用沸石分子筛的通性-离子交换性，用金属离子溶液与沸石原粉进行离子交换。
目前，用得最多的可能是离子交换法，主要原因是1.操作简单；2沸石离子交换可与与改性同时进行，它们之间有相通性。其次离子交换效果好。
至于说到表征我们一般就是分析粉体中阳离子含量。比如NaY沸石想引入La离子，则在交换完成后分析粉体中的La2O3含量。 另外较为先进的就是利用分子探针分析其在骨架上的分布情况，不过我们还未做过。
这方面成功的例子不少，如NaA沸石中引入K、Ca，NaY沸石中引入稀土离子，ZSM-5分子筛中引入Pt、Pd、Zn等等。

『叁』 什么是分子筛离子交换 具体原理是什么

举个例子，你要做ZSM-5分子筛，做出来以后，里面是含有Na的，但是你用的时候不想它有含有Na，那就要用到离子交换，可以用氯化铵把分子筛里面的钠离子用铵离子替换出来，其实就是个反应，不知道你懂了没！

『肆』 离子交换的过程是如何进行的

离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的。它是一种属于传质分离过程的单元操作。
离子交换法
一、前言
离子交换法(ion
exchange
process)是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应，当液相中的某些离子较为离子交换固体所喜好时，便会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。
离子交换树脂一般呈现多孔状或颗粒状，其大小约为0.1~1mm，其离子交换能力依其交换能力特征可分：
1.
强酸型阳离子交换树脂：主要含有强酸性的反应基如磺酸基（－SO3H），此离子交换树脂可以交换所有的阳离子。
2.
弱酸型阳离子交换树脂：具有较弱的反应基如羧基（－COOH基），此离子交换树脂仅可交换弱碱中的阳离子如Ca2+、Mg2+，对于强碱中的离子如Ca2+、K+等无法进行交换。
3.
强碱型阴离子交换树脂：主要是含有较强的反应基如具有四面体铵盐官能基之－N+(CH3)3，在氢氧形式下，－N+(CH3)3OH-中的氢氧离子可以迅速释出，以进行交换，强碱型阴离子交换树脂可以和所有的阴离子进行交换去除。
4.
弱碱型阴离子交换树脂：具有较弱的反应基如氨基，仅能去除强酸中的阴离子如SO42-，Cl－或NO3－，对于HCO3－，CO32－或SiO42－则无法去除。
不论是离子交换树脂或是沸石，都有其一定的可交换基浓度，称为离子交换容量(ion
exchange
capacity)。对阳离子交换树脂而言，大约在200~500meq/100g。因为阳离子交换为一化学反应，故必须遵守质量平衡定律。离子交换树脂的一般方程式可以表示如下：
全文请看：
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050106235836920.doc
离子交换的基本知识
为了除去水中离子态杂质,现在采用得最普遍的方法是离子交换。这种方法可以将水中离子态杂质清除得以较彻底，因而能制得很纯的水。所以，在热力发电厂锅炉用水的制备工艺中，它是一个必要的步骤。
离子交换处理，必须用一种称做离子交换剂的物质（简称交换剂）来进行。这种物质遇水时，可以将其本身所具有的某种离子和水中同符号的离子相互交换，离子交换剂的种类很多，有天然和人造、有机和无机、阳离子型和阴离子型等之分，大概情况如表所示。此外，按结构特征来分，还有大孔型和凝胶型等。
全文请看：
http://www.qlhw.cn/ShiYan/UploadFiles/200501/20050107000541376.doc

『伍』 人造沸石与自然沸石

人造沸石，也叫合成沸石。是人工合成的无机离子交换剂，可用于水的软化、海水脱盐和纯水回制造等。有碳酸钠答、苛性钾、长石、高岭石等混合并熔融后制得的具有不规则结构的产物。因其功能与天然沸石相似，故称人造沸石，也叫合成沸石。

人造沸石是一种人工合成的无机离子交换剂，用于水的软化、海水脱盐和纯水制造等。

我国合成沸石的研究工作开展较晚，1959年，首次合成了A型、X型、Y型沸石分子筛。此后，我国的合成沸石工业逐步走上了自己发展的道路，合成沸石的类型和产量在不断提高，目前，有些工艺已达到先进水平。

天然沸石属于一种铝硅酸盐类矿物质，颜色为白色或者砖红色，自身是弱酸性阳离子交换剂，自身所拥有吸附能力和离子交换能力，吸附能力也会随着容量的变大而变大。通常情况下，主要应用在中小型锅炉用水的软化作业中，可以把水中的钙离子和镁离子都给清除干净，防止锅炉里面产生水垢，大大延长了锅炉的使用时间，还有还可以应用在废水的处理中，废水通过治理可以达到再重复利用。

『陆』 沸石的工作原理是什么

沸石的作用原理

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。

沸石的构造与石英、长石的骨架有些不同。石英、长石的骨架构造比较严紧，比重2.6~2.7，而沸石的骨架构造比较空疏，比重2.0~2.2。其脱水后的空腔可大至47%，如菱沸石，甚至50%，如合成沸石。
在长石构造中，金属阳离子都限制在O离子构成的晶体骨架的空隙间，除非晶体被破坏，这些金属阳离子是很难自由活动的。Na或K被Ca交换，必须与Si、Al的置换同时进行，即成对置换，必然引起Si/AI比的改变。
在似长石构造中，金属阳离子位于比较开阔的相互通连的空隙间，比重2.14~2.45，阳离子可以通过构造的通路互相交换，而不破坏其晶体骨架。水方钠石和水霞石曾被认为是沸石族矿物。
在沸石构造中，金属阳离子位于晶体构造较大并相互通连的孔道或空洞间。因此，阳离子可自由地通过孔道发生交换作用，而不能影响其晶体骨架，像2(Na,K）(Ca2+）这样的交换，在沸石中是容易发生的，而在长石中是不能的。这种形式的交换作用，可能是离子交换的极端形式，只限于沸石及类似的矿物。
沸石的水分子与骨架离子和可交换金属阳离子的联系，一般都是松弛而微弱的。这些水分子比阳离子更自由地可以移动和出入孔道。在有热力的趋使下，可自由地脱、附而不影响其骨架构造。

『柒』 沸石防爆沸的原理

一般来说，来常压下液源体到沸点就会沸腾。
根据Young-Laplace方程，气泡的半径越小，它的表面能就越高，附加压力越大。所以如果沸腾时体系极度干净，没有半径较大的灰尘、颗粒作为核心，气泡直接在壁上难以形成较大的气泡，优先形成小气泡。此时它的表面能极高，附加压力使得小气泡内部的压力高于大气压。液体的蒸气压只有等于小气泡中的压力后，才会沸腾。因此此时液体还不会沸腾，还会升温。一旦沸腾开始后，温度才会恢复到沸点。在恢复到沸点的过程中，液体温度高于沸点，沸腾会极其剧烈，发生暴沸现象。
沸石内部是多孔结构，当升温时，沸石内部的空气就会逸出。当温度到沸点时，这些气泡已经大到一般尺度，不用考虑它的附加压力，正常沸腾。从而消除了过热暴沸现象。
你在实验中可以观察到，加入沸石的体系在沸腾时，气泡基本是从沸石表面冒出来的。

『捌』 为什么沸石材料可以应用于离子交换

借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除版溶液中某些离权子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低，随颗粒的减小而增大。离子交换是一种液固相反应过程，必然涉及物质在液相和固相中的扩散过程。
沸石有天然沸石和合成沸石。天然沸石是最早应用的无机离子交换剂，是含有水的钠、钙以及钡、锶、钾等硅铝酸的盐类。色浅，具玻璃光泽，是阳离子交换剂。

『玖』 为什么要对沸石分子筛进行铵离子交换

为什么要对沸石分子筛进行铵离子交换
沸石分子筛的阳离子交换改性

『拾』 请教沸石的作用原理是什么啊

沸石（Zeolite）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，最早发现于1756年的欧洲。瑞典的矿物学家克朗斯提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”，在（希腊文Zeo=Boil=沸，Lite=stone=石）意为沸腾的石头，简称沸石。
沸石是由3种元素硅（Si），铝（Al），氧（O）组成的四面体，其中硅氧四面体和铝氧四面体间构成无限拓展的三维空间架状结构。在沸石的四面体结构中，以铝离子取代硅离子所造成的负电荷由钠离子、钾离子、钙离子和镁离子等平衡，因此沸石具有较强的离子交换和吸附能力。
由于沸石独特的结构，施入土壤中可以增加土壤对氨离子、钾离子等阳离子的吸附能力，减少养分损失，提高肥料利用率，沸石会吸收土壤中的重金属及钝化土壤中的重金属离子，降低其对生物的影响性。
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100万个孔穴。假如把沸石比作旅馆，那么1立方微米的这种“超级旅馆”内就有100万个“房间”，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，这就使沸石具有独特的分子筛作用。
沸石独特的结构，其内部表面积很大，每克沸石的比表面积可达 355~1000㎡，因此沸石对离子的吸附量很大。沸石内部的通道大小均匀、固定，孔径大小为0.3~1.0nm，小于其直径的物质能被吸附，大于其直径的物质则不能被吸附，所以其对离子和分子的吸附具有选择性。这种对离子的选择交换特性是沸石应用于土壤改良的理论基础之一。