沸石分子篩是結(jié)晶鋁硅酸金屬鹽的水合物,其化學(xué)通式為:Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表陽離子,m表示其價(jià)態(tài)數(shù),z表示水合數(shù),x和y是整數(shù)。沸石分子篩活化后,水分子被除去,余下的原子形成籠形結(jié)構(gòu),孔徑為3~10Å。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴,空穴之間有許多同直徑的孔(也稱“窗口”)相連。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內(nèi)部,而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外,起到篩分分子的作用,故得名分子篩。沸石分子篩在自然界中即可存在,人工大量合成是從上世紀(jì)70年代開始。
它具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征,表面為固體骨架,內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用??籽ㄖg有孔道相互連接,分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的潔凈性質(zhì),分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對分子進(jìn)行選擇性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子。
沸石分子篩晶體具有吸附性、可交換性等諸多優(yōu)良性能,所以被廣泛應(yīng)用于石油 化工工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、精細(xì)化工等工業(yè)。在沸石分子篩的研究中,以廉價(jià)天然礦物 為原料制備分子篩和其功能性的研究是該領(lǐng)域中具有價(jià)值的研究之一。紅輝沸石 屬于輝沸石族,是其中的一個(gè)礦物種,紅輝沸石以含水架狀鋁硅酸鹽為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu), 在不同溫度環(huán)境下對各種陽離子具有選擇吸附性,且具有良好的催化功能、可加工性能、低硬度、低熱膨脹性能,且熱穩(wěn)定性較好,被廣泛應(yīng)用于環(huán)境材料,農(nóng)牧業(yè)改良, 化工添加劑和吸附劑等領(lǐng)域。
畜牧業(yè)生產(chǎn)
分子篩特的結(jié)構(gòu)決定了其有良好的吸附性能和離子交換性能,利用分子篩為載體,吸附接枝抗菌物質(zhì)制成飼料添加劑,可以增加抗菌劑的緩釋能力,提高抗菌劑利用效率,從而達(dá)到事半功倍的目的,同時(shí),分子篩自身也具有一定的殺菌能力,能提高牲畜的抗病能力,且分子篩無害,性能穩(wěn)定,不會被動(dòng)物吸收。利用分子篩吸附二甲酸鉀制得的分子篩抗菌劑能大幅度提高二甲酸鉀的能力。
利用分子篩良好的吸附性能和分散性能,可以作為藥物的載體,對藥物中的有效 成分進(jìn)行吸附接枝,可以提高藥物的緩釋性能,增強(qiáng)藥效,延長藥物作用的時(shí)間,且 分子篩無害,服用之后在人身體內(nèi)不發(fā)生吸收,對身體副作用。還可以載入 特定病菌,有效地抑制細(xì)菌生長。沸石分子篩良好的離子交換性能可以吸附交換重金 屬離子,從而可以制備高度活性和耐久性的抗菌劑。
天然紅輝沸石具有一定的離子交換和吸附性能,利用其性能可以從污水中吸附氨 氮,從而達(dá)到凈化污水的效果。天然紅輝沸石經(jīng)過特殊處理之后,可以形成分子篩, 分子篩的離子交換與吸附性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)天然沸石,這使其能夠更好地吸附污水中的重 金屬離子及其他有害離子,如:鎳、鋅、鉻、鎘、汞、鐵等離子及酚、氨氮、三氮、 磷酸根離子等有機(jī)物,因此,分子篩是處理污水的新型材料