Продукция в картинках

Описание Наполнитель для кошачьего туалета

 

 

 
  Часть ответов специалистов группы компаний на вопросы пользователей. Ильинский Константин Сергеевич, CIO. Март 2012 года. Идея - Ильинский Павел Сергеевич.
 

 Оригинальная статья о технологиях и применяемых материалах при производстве зоопродукции.

   Цеолит , химические свойства , применение,  направленный синтез.

                       

 

 

 

1.

Введение

2.

Опыт использования цеолитов

3.

Экологический аспект применения цеолита

4.

Классификация цеолитов и области применения

5.

Применение цеолитов в качестве адсорбентов(разделение веществ в зависимости от полярности молекул

6.

Применение цеолитов в качестве молекулярных сит(разделение веществ в зависимости от размера молекул

7.

Применение цеолитов в качестве катионообменных материалов(разделение веществ с помощью ионообменного механизма)

8.

Применение цеолитов в качестве катализаторов химических реакций.

9.

Технология очистки питьевой воды

10.

Структура цеолитов

11.

Кристаллизация цеолитов из щелочных силикаалюмогелей

12.

Направленный синтез цеолитов

13.

Варьирование адсорбционных свойств цеолитов

14.

Список использованной литературы

 

 

Введение

Цеолит переводе с греческого — «кипящий камень») входит в группу минералов-алюмосиликатов туфогенно-осадочного происхождения. Он имеет четкую кристаллическую структуру со строгой повторяемостью элементов каркаса, пронизанного тончайшими полостями и каналами, придающими ему свойства молекулярного сита. Эти пустоты заполнены ионами щелочных или щелочно-земельных металлов и молекулами воды, имеющими значительную свободу движения, что наделяет  цеолит ионообменной способностью, свойствами адсорбента и донора, возможностью впитывать и отдавать влагу, пролонгировать действие веществ, которыми он насыщен, давать почве и живым организмам необходимые им элементы.

В настоящее время цеолит используется практически во всех сферах материальной деятельности человека. Именно поэтому, несмотря на относительно короткий срок широкого применения этого материала, мировая добыча и потребление его в 2000 году превысили 20 млн тонн

По данным Минсельхоза России, 1 рубль вложений в цеолит обеспечивает получение выгоды в 15—30 рублей. Прибыльность производства промышленной продукции на базе цеолитов составляет от 30 до 50%.

Другими перспективными районами развития в России цеолитовой отрасли являются Сибирь и Дальний Восток. Одна из важнейших областей использования цеолитовнефтехимияЦеолиты являются катализаторами или носителями катализаторов во многих процессах переработки нефти, получения углеводородного топлива и производства синтетических материалов.

В природе цеолиты образуются в результате гидротермального синтеза или  проще говоря цеолит это минерал вулканического происхождения. Эффективных способов обогащения пород не существует, поэтому на практике используют только богатые залежи цеолитов.

Цеолит называют минералом XXI века. Сложный состав определяет уникальное сочетание свойств ионообменников адсорбентов и молекурярных сит. Именно эти свойства  позволяют широко ипспользовать данный минерал в качестве материалапоглотителя влаги и запахов и это далеко не всёХотя в настоящее время известно свыше 30 природных цеолитов, но только 8 из них (анальцим, шабазит, клиноптилолит, эрионит, феррьерит, ломонтит, морденит и филлипсит), встречающихся в основном в осадочных породах, могут иметь промышленное значение. Вообще, во всем мире потенциальный запас пригодных для использования цеолитов достаточно велик и основное место залегания минерала как правило вокруг месторождений урана. Это как своего рода природный « щит». Это утверждение сделано мною самостоятельно и практически оно бесспорно так как я не знаю ни одного обратного примера и в тоже время ни в одном источнике не видел подтверждения этому.

Уровень современного промышленного производства синтетических цеолитов достигает нескольких сотен тысяч тонн в год и определяется главным образом, потребностями нефтехимической и медицинской промышленностями, где синтетические цеолиты некоторых структурных типов находят широкое применение в качестве катализаторов или их носителей. Также цеолиты широко применяются при сушке, очистке и разделении веществ, а также в качестве ионообменников , адсорбентов , минеральных добавок к пищевым продуктам в животноводстве , удобрении в сельском хозяйстве , основой  в косметике , основой при производстве лекарств «Смекта» , антисептиков ( используются обеззараживающие свойства), бактерицидные свойства позволяют использовать данный минерал при сушке погребов заодно противодействуя образованию грибков и микрофлоры. Кроме того последние исследования ( 2003 года) показали , что цеолиты способны восстанавливать структуру ДНК и на генетическом уровне восстанавливать имунную систему человека , в ряде стран , в числе которых на первом месте стоят США , цеолит используется для лечения опухолевых заболеваний и лейкемии.

Вместе с тем цеолиты сами по себе являются интересными объектами для научных исследований: они представляют собой пористые тела, характеризующиеся определенной структурой скелета и регулярной геометрией пор (внутрикристаллических полостей и каналов). Важной особенностью цеолитов является возможность варьирования химического состава кристаллов и геометрических параметров (формы и размеров) внутрикристаллических пор, т.е. возможность их структурного и химического модифицирования, что можно осуществлять либо варьируя условия прямого синтеза цеолитов, либо изменяя химический состав кристаллов цеолитов одного и того же структурного типа.

Благодаря сравнительной легкости химического модифицирования цеолитов появляются широкие возможности для осуществления контролируемых изменений структуры и свойств кристаллов. Это обстоятельство делает цеолиты весьма удобными объектами для исследования адсорбционных равновесий, природы адсорбционных взаимодействий, механизма и кинетики каталитических реакций, молекулярно-ситовых эффектов, диффузии молекул в тонких порах контролируемых размеров.

У цеолита  большой практический опыт  использования. (1)

   Опыт использования цеолитов

Перечислим основной опыт использования цеолитов в быту

1) Очистка воды в бассейнах саун, комнатных аквариумах

2) Поглощение неприятных запахов и очистка воздуха

3 ) Поглощение влаги, устранение сырости

4 )Ароматизация воздуха, сухие духи

5 )Репеллентное средство против моли

6 )Моющие средства

7 )Сорбент-консервант для продукции растительного происхождения

8 )Улучшение действия минеральных и органических удобрений

9)  Противопожарные порошки

Высокая сорбционная и донорская способность природных цеолитов, сочетающаяся с относительно низкой стоимостью этого минерала, определяет перспективу их применения от экологии на микроуровне до изготовления широкого ассортимента товаров народного потребления, а также в качестве основного компонента в составе оздоравливающих и лечебных препаратов.

Целью моей работы является описание основных химических свойств природного минерала цеолит.

Минерал цеолит - это алюмосиликат кристаллической структуры, пронизанный большим числом полостей и каналов, в которых находятся молекулы воды и катионы металлов, аммония и др.

Цеолит способен селективно выделять или вбирать в себя различные вещества, а также обмениваться катионами. Цеолит, а точнее цеолиты, поскольку этих минералов в природе целое семейство, используются в процессах водоочистки очень давно, хорошо известны и отлично себя зарекомендовали. При очистке воды их использовали в качестве сорбентов, ионообменников или молекулярных сит.

В Украине большие залежи цеолитов находятся возле г. Хуст, курорты которого славятся своими целебными источниками.

После Чернобыльской аварии к цеолиту приковано внимание многих ученых мира, поскольку этот минерал отлично зарекомендовал себя как поглотитель радиоактивных и прочих ионогенных примесей.

Опыт использования цеолита  в качестве загрузки карт дезактивации ливнестоков промплощадки Чернобыльской АЭС, а также фильтров водопроводных станций показал, что наряду с ионообменной селективностью по отношению к удаляемым микропримесям, этот материал обладает санитарно-гигиенической надежностью, высокими фильтрующими характеристиками и осветляющей способностью, которые сохраняются в процессе его длительной эксплуатации.

Было доказано, что цеолит эффективнее и выгоднее использовать на стадии кондиционирования воды, т.е. её доочистки на стороне пользователя, когда вода, пройдя предварительную обработку, практически не содержит взвешенных частиц, коагулянтов, флокулянтов и пр.

Этот минерал интересен еще и тем, что обладает способностью к регенерации (восстановлению первоначальных свойств). Действительно, достаточно обработать цеолит , который исчерпал свой ресурс, раствором поваренной соли либо раствором уксусной кислоты, как он практически полностью восстанавливает свои очистительные свойства.

Очень интересен и такой факт. Цеолит , оказывается, прекрасно справляется с бактериями и вирусами. Процент удаления из воды последних колеблется в интервале 85-98% от общего их числа, в зависимости от вида применяемого минерала.

И, наконец, самый интересный результат исследований воздействия на воду цеолита  заключается в том, что этот минерал демонстрирует функции деструктуратора, стирая из энергетической памяти воды 85-90% информации о тех веществах, в том числе и о загрязнителях, которые в ней ранее находились.

Удивительным есть то, что деструктурированная на физическом уровне вода, но не очищенная от загрязнителей, в достаточно короткий срок вновь структурируется, возвращаясь к формам подобным исходной.

На уровне энергетическом, при стирании  из памяти воды ранее находившейся там информации, “ячейки” этой памяти не могут постоянно оставаться незаполненными. Память вновь заполнится информацией, источником которой служат присутствующие в непосредственной близости элементы окружающей среды и энергетические состояния этих элементов.

Поэтому, для того, чтобы вода стала “кондиционной” необходимо чтобы процесс очистки и деструктурирования воды протекал в присутствии таких кондиционирующих компонентов (минералы, некоторые соли) при максимально возможном отсутствии токсичных и канцерогенных элементов.

Так вот, минералы, в том числе и цеолит , прекрасно очищают воду от вредных примесей и одновременно содержат в себе массу полезных для организма элементов. Очень много таких жизненно важных компонентов сконцентрировано в минерале под названием шунгит.

Шунгит, в общих чертах, представляет собой силикатную породу, которая содержит в своем составе некристаллический углерод с метастабильной структурой, неспособный к графитизации.

Наличие такого углерода придает шунгиту ряд специфических свойств. По своей реакционной способности шунгитовый углерод является значительно более активным, чем другие модификации углерода (кокс, графит). Поэтому дробленые шунгитовые породы обладают высокой сорбционной и, в особенности, каталитической активностью.Опытами было доказано, что на поверхности шунгита сорбируются либо каталитически разлагаются содержащиеся в воде вредные для организма вещества: тяжелые металлы, хлор и его соединения, ацетон, фенолы, соединения фосфора и азота, а также соединения диоксинового ряда.

Было установлено, что шунгитовые породы обладают ярко выраженными бактерицидными свойствами. Кроме того, шунгит прекрасно поддается регенерации теми же кислотными растворами.

Итак, шунгит весьма хорошо чистит воду. А что же определяет оздоровительные свойства воды, обработанной шунгитом?

В первую очередь, это насыщение воды микроэлементами, которых в минерале очень много. Причем, указанный процесс протекает одновременно как на физическом, так и на энергетическом уровнях состояния воды.

Более того, как показали исследования, шунгит имеет постоянную длину волны, равную 11 метрам или, иными словами, энергетическое поле шунгита колеблется с частотой 600гц.

Указанные параметры (длина волны и частота) адекватны аналогичным параметрам желудочно-кишечного тракта здорового человеческого организма, что и определяет те потрясающие результаты целебного воздействия шунгитосодержащей воды на этот самый организм и, в первую очередь, именно на состояние желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

Совершенно очевидно, что состояние ЖКТ определяет состояние печени и почек, а те, в свою очередь, состояние остальных органов.

И действительно, если мы с Вами в силах уже принять как очевидный тот факт, что живой организм, в частности, человек является сущностью энергетической, отображенной в доступном пока нам трехмерном мире в виде тела физического (материального), то значение жкт для этого тела переоценить трудно. Ведь ЖКТ, по сути дела, является первым интегрированным органом, связующим уровень материи с уровнем энергии. И состояние этого органа - суть состояние указанной связки. Ну, а связка эта, как Вы сами уже догадались, и называется Жизнь,

Вот почему все известные и подтвержденные практикой методики глобальных чисток организма начинаются исключительно с очищения желудочно-кишечного тракта.

Мы надеемся, что достаточно убедили нашего читателя в необходимости доочистки питьевых вод, а также в том, что дело это непростое, очень ответственное и что выполнять его нужно только ясной головой и чистыми руками.

 

Очистка воды в бассейнах саун, комнатных аквариумах. Велико значение возможности использования природных цеолитов  при решении проблемы очистки используемой в быту воды от многокомпонентных включений. Цеолиты  обладают повышенной грязеемкостью, обусловленной большим межзерновым пространством в засыпке, что обеспечивает очистку воды не только от грубодисперсных взвешенных, но и от коллоидных частиц. По своей способности устранять мутность воды цеолит  значительно превосходит традиционно применяемый для решения этой проблемы кварцевый песок. Ионообменная способность цеолитов обеспечивает извлечение из очищаемой воды катионов различных металлов, а также ионов аммония, образующихся в результате жизнедеятельности рыб в аквариумах. По совокупности высоких фильтрующих и ионообменных свойств, дешевизне, простоте применения и долговременности использования природные цеолитов  не имеют аналогов среди материалов и средств, применяемых при очистке воды в бытовых бассейнах и комнатных аквариумах.

Поглощение неприятных запахов и очистка воздуха. Взаимодействие цеолитов  с газами и парами имеет несколько механизмов: фильтрацию через каналы и поры, адсорбционное взаимодействие в результате дегидратации и дегидроксилизации; поглощение газов и паров за счет развитой поверхности. При применении цеолитов  в быту для устранения неприятных запахов (запах

домашних животных, пота, в туалетных и ванных комнатах, в холодильниках, запах затхлости и т. п.) одновременно действуют все эти три механизма. Применение цеолитов  для указанных целей несложно, его осуществляют опудриванием порошком минерала дурнопахнущих мест или путем размещения сетчатых контейнеров с его гранулами в туалетных комнатах, холодильниках или вкладывания мешочков с цеолитом  в обувь. Высокую степень очистки воздуха от табачного дыма имеют фильтры из природного   в различного вида кондиционерах и ароматизаторах. Перспективно использование его в фильтрах сигарет, где цеолит  обеспечивает надежное улавливание не только никотина, но и смол, соединений углерода образующихся при сгорании табака.

Поглощение влаги, устранение сырости. Природные цеолиты , будучи эффективными сорбентами воды, являются прекрасным материалом для сушки сырых помещений, емкостей, а также для уменьшения образования ледяной "шубы" в морозильных камерах холодильников. Для этих целей их применяют в виде мелкозернистой массы с частицами размером 1-3 мм или в виде гранул, размещенных в сетчатых пластмассовых контейнерах. Измельченный до стадии пудры цеолит  является прекрасным дезодорантом для кожи человека, особенно при использовании тяжелой и резиновой обуви. Внесение в такие дезодоранты некоторых активных веществ (серы, йода, борной кислоты и др.) обеспечивает профилактику грибковых заболеваний кожи.

Ароматизация воздуха, сухие духи. Способность цеолитов  сорбировать и длительное время (месяцами) дозировано отдавать в окружающую атмосферу эфирные масла и другие ароматические соединения позволяет с успехом применять их в качестве ароматизаторов воздуха в служебных помещениях, холлах, салонах, квартирах. мелкозернистый цеолит , насыщенный различными эфирными маслами и упакованный в малоразмерные бумажные пакеты, позволяет получить широкий ассортимент сухих духов, предназначенных для ароматизации белья, дамских сумочек, салонов автомашин.

Репеллентное средство против моли. Гранулированный цеолит, насыщенный лавандовым, пихтовым маслами и другими экологически безопасными ароматическими веществами, является надежным препаратом, отпугивающим полотняную моль с эффективностью, превосходящей действие нафталина в 3,5-4 раза.

Моющие средства. Высокие жироемкость и грязеемкость  в сочетании с содопродуктами обеспечивают возможность их широкого использования в качестве моющих средств (паст, порошков) для мытья посуды, раковин, ванн, унитазов и т. д.

Сорбент-консервант для продукции растительного происхождения. Простое опудривание мелкоизмельченным цеолитом  помещенной на хранение продукции растительного происхождения (картофеля, моркови, свеклы и т. п.) обеспечивает поглощение им капельной влаги и этилена, выделяемого этой продукцией. Сорбция этилена предотвращает перезревание овощей, а поглощение влаги устраняет появление на них гнили и плесени. При этом потери в процессе хранения сокращаются до минимума.

Улучшение действия минеральных и органических удобрений. Добавка измельченного цеолита  в минеральные и органические удобрения в пределах 10-15 % обеспечивает значительную пролонгацию их действия, экономную дозированность потребления растениями, уменьшает попадание нитратов в выращиваемую продукцию и устраняет у органических удобрений неприятные запахи. Сами цеолиты , добавляемые в традиционные удобрения, являются для растений источниками необходимых им микроэлементов.

Противопожарные порошки. Наличие в микрополостях цеолита  в диапазоне температур от -40 до +100 °С воды в количестве 8-12 мае. %, а также отсутствие у этого минерала склонности к слеживанию делают его пригодным для изготовления бытовых "сухих" огнетушителей.

 

Экологический аспект применения цеолита (Ильинский Константин Сергеевич)

Издавна многих учёных, исследовавших воздействие питьевой воды на организм человека, занимал вопрос: в чём тайна целебных источников и ключей, почему человек, используя воду из этих источников, забывает о многих своих недугах?

Было установлено, что в таких целебных водах присутствуют определённые химические элементы (соли некоторых металлов, микроэлементы, газы), которым и приписывалось это чудесное лечебное воздействие на организм человека.

Тут же возник вопрос: а что, если в практически абсолютно чистую - дистиллированную - воду ввести набор химических элементов соответствующий целебной воде какого-либо известного источника? Очевидно, можно получить воду, обладающую аналогичными лечебными свойствами?

Экспериментов на подтверждение этой гипотезы проводилось и проводится много. Результат - нулевой.

Более того, если воду, добытую из действительно целебного источника вести в цистернах далеко и долго, она практически полностью теряет свои свойства.

Даже бутилированная лечебная вода, при разливе которой в качестве консерванта используется углекислый газ, имеет очень ограниченный срок годности, хотя в ней сохраняются все химические элементы, ей присущие.

Значит, дело не только, а может быть и не столько в химическом составе воды, сколько в тех процессах самоочищения и восстановления, которые воде характерны.

Попробуем хотя бы ориентировочно, оценить состояние пресной воды на нашей планете.

Техногенные и антропогенные воздействия привели к глобальному загрязнению источников пресной воды, используемых для питьевого водоснабжения. Из-за ежегодного выброса в атмосферу сотен миллионов тонн газообразных веществ наблюдается глобальное загрязнение атмосферной влаги. Воды рек и озер, через круговорот, также загрязняются выбросами промышленных предприятий. Кроме того, поверхностные воды, особенно вблизи густонаселенных промышленных районов, подвержены загрязнению промышленными и бытовыми стоками.

Подземные воды являются наиболее чистыми источниками пресной воды, хотя и связаны с атмосферной влагой и поверхностными водами через круговорот. Казалось бы, они также должны быть загрязнены теми же компонентами. Однако в формировании подземных вод большую роль играют породы и минералы, обладающие высокой очищающей способностью.

Пригодные для питья пресные воды имеют очень широкий спектр примесей и различаются по солевому составу, жесткости, рН, содержанию микроэлементов и биологической активности.

Попробуем сформировать вопрос: что считать питьевой водой высокого качества и как можно такую воду получить, имея в распоряжении тот либо иной источник, к тому же, как правило, загрязненный промышленными и бытовыми стоками?

Основным критерием качества питьевой воды является её влияние на здоровье человека, поскольку существует зависимость между качеством питьевой воды и заболеваниями, в том числе и онкологическими.

Одним из показателей качества является отсутствие в воде токсичных и вредных для здоровья примесей.

Вода высокого питьевого качества типа природной родниковой должна быть также оптимизирована по минеральным солям: известно, что постоянное использование высокоминерализованной воды приводит к мочекаменной болезни, низкоминерализованные воды нарушают течение обменных процессов в организме.

Не менее важным показателем качества питьевой воды есть её микроэлементный состав. Классическим примером влияния микроэлементов на живые организмы служит серебро. В зависимости от количества микроэлемента, вводимого в организм, его эффект может быть как биостимулирующим, так и токсичным.

Очень важен такой показатель качества как структура воды. Все присутствующие в воде химические элементы как полезные, так и вредные, исполняют роль связок между молекулами воды и, следовательно, определяют ту или иную её структуру. Поэтому, чтобы получить целебную воду необходимой структуры нужно удалить из неё вредные примеси, разрушить старую деформированную структуру и создать естественную (первоприродную).

Удалить, из воды, примеси можно пропуская её через различные пористые материалы, обладающие определенной сорбционной способностью. Подобных результатов можно достигнуть путем обработки воды ионообменными веществами естественного либо искусственного происхождения, которые при контакте с элементами, растворимыми в воде, преобразуют их в неактивные, слаборастворимые субстанции, удаляемые из воды простым фильтрованием.

Способов частичного либо полного разрушения структуры известно достаточно много. Это обработка ультрафиолетом, ускоренными электронами, магнитными полями, хлорированием, озонированием и т.д.

Все эти “силовые” воздействия на структуру воды используются в практике. Однако многие из них приводят к результатам, противоположным искомым (вспомните, как омагниченная вода ускоряет онкопроцессы в организме). А о хлорированной воде мы даже говорить не будем!

Одним из методов естественного деструктурирования воды является её замораживание. Талая вода прошедшая предварительный процесс очистки (сорбцию, ионообмен) и замораживание готова стать питьевой и целебной. Для этого ей нужно вобрать в себя полезные для организма химические элементы. И она может их получить в необходимом количестве, вступая в контакт с горными породами, глинами и минералами.

Наверняка, процессы, описанные в последних абзацах, Вам что-то напоминают. Ну, конечно же! Шапки льда на вершинах гор, потоки воды, струящиеся под весенним небом, уходящие вглубь скал и вновь возникающие и образующие, в конце концов, наши с Вами целебные источники!

Да, так это происходит в Природе - ледяная талая вода с первоприродной структурой проходит слои пород, глин и минералов, очищается ими и насыщается ими же всем тем, что так необходимо живому организму.

Так что же, целебные источники могут быть только вблизи гор? Совсем нет. Их достаточно и в степных, и в лесных районах.

Тогда как же быть с выполнением необходимого условия - деструктурирования (замораживания) и очистки исходной воды?

Оказывается, эти функции с успехом выполняют природные минералы, которые залегают в любой точке нашей планеты. И им мы, в первую очередь, обязаны нашим существованием на Земле!

Им и воде... Изгаженная человеческой цивилизацией, она уходит вглубь планеты, очищается там и вновь возвращается к нам, даря своё тепло и энергию, унося наши недуги. Она служит мощным буфером между организмом и внешней средой, принимая на себя основную массу, всех техногенных нагрузок и, помогая живому организму к этим нагрузкам подстроиться. Да и сами мы на 80-85% состоим из воды!

Ну, разве можно после этого сказать, что вода - это жидкость без вкуса, запаха и цвета? Нет, вода это не просто жидкость, это живое состояние материи.

И как всякой живой субстанции ей свойственна память. Действительно, вода “знает” все загрязнители, которые в ней находятся, и “помнит” о тех, которые в ней находились ранее, до очистки.

Вот почему вода, очищенная различными фильтрами и ионообменниками, но с информацией, сохранившейся в памяти о прежнем её состоянии, не может быть целебной. Чистой - возможно, целебной - нет!

Мало того, немногие целители (действительно люди, помеченные Богом) “заряжают” обычную не очень чистую водопроводную воду, делая её целебной. Такая “зарядка” есть не что иное, как энергетическая подпитка воды Космосом (Богом, Природой). А целитель в данном случае используется только как проводник информации.

Ведь вода, как любая живая субстанция может иметь энергетический дефицит, т.е. “болеть”. Такая “больная” вода, попадая в больной организм - тот же энеогетический дефицит, но уже организма - не в состоянии его скомпенсировать. “Здоровая” же вода устраняет этот энергетический дефицит, что на материальном уровне выражается здоровым, т.е. способностью организма функционировать в заданных Природой режимах.

Следовательно, уровень энергетики воды является едва ли не самым главным показателем её качества. И пополняет вода свою энергетику постоянным контактом с минералами и породами, которым на Земле и по количеству, и по различным их видам числа не счесть!

Итак, можно констатировать, что вода высоких питьевых качеств - это раствор, оптимизированный по солям жесткости, микроэлементам, не содержащий токсичных веществ, имеющий первородную (или близкую к ней) структуру и обладающий высоким энергетическим потенциалом.

Технология получения такой воды возможна на основе тщательного изучения природных процессов самоочищения воды и, прежде всего, формирования подземных вод.

Такие работы начали проводиться в центре экологической безопасности РАН под руководством Калинина А.И. В настоящее время эти исследования продолжают авторы этой работы.


 

 Классификация цеолитов и области применения

 

  Цеолит

Марка цеолита

Форма

Область применения

 

NaX, CaX, NaA, CaA

шарик диаметром 1,6-3,2мм

Для осушки газов и жидкостей

 

NaM , NaKЭ

шарик диаметром 1,6- 3,2мм

Для осушки газов и очистки кислых газов и жидкостей

 

NaX-3, NaX-3M, KA-3М

шарик диаметром 1,6-3,2 мм

Для осушки и очистки легкополимеризующихся веществ

 

CaET, CaEH

шарик диаметром 1,6-3,2мм

Для вакуумной и криогенной техники

 

NaX ,CaX , NaA ,CaA

черенок диаметром

1,5-4,0 мм длиной 1,5-10,0 мм

Для осушки и очистки газов и жидкостей

 

NaKЭ , NaM

черенок диаметром

1,5-4,0 мм длиной 1,5-10,0 мм

Для осушки и очистки газов и жидкостей

 

NaA ,CaA, NaX

кристаллы 1-10 мкм

Для глубокой осушки и тонкой очистки газов и жидкостей

 

NaУ, NaM, NaKЭ, ЦВМ, ЦВК, ЦВН, b (бета), ZSM-4, ZSM-5, ZSM-11, r (цезит), оффретит

кристаллы 1-10 мкм

Для катализаторов крекинга, гидрокрекинга, гидроочистки, гидроизомеризации, ароматизации и алкилирования

 

Применение цеолитов в качестве адсорбентов(разделение веществ в зависимости от полярности молекул

 

№  п/п

Промышленный процесс и его краткая характеристика

 

Тип применяемого цеолита

Примечание

1. Глубокая осушка газовых потоков 

 

1

Осушка природного газа.

NaA (4A)

1. Цеолиты "ЮСТ" аттестованы ВНИИГАЗ - удовлетворяют всем требованиям РАО "Газпром". 2. Применены на Сургутском ГПЗ

2

Осушка нефтяного попутного газа

NaA(4A), NaX(13X)

1. Потребители: "Газпром", "Лукойл", "Юкос", "Сибнефтегазпереработка", "Сургутнефтегаз", "Роснефть", "Сиданко", "Узнефтегаздобыча". 

3

Осушка технологического воздуха и воздуха для КИП и А

 

NaA(4A), NaX(13X)

1. Потребители: Криогенные предприятия, Химические и Нефтехимические предприятия

4

Осушка газа риформинга и крегинга

NaA (4A)

1. Потребители : Предприятия Оргсинтеза. 2. Применены на Московском НПЗ

5

Осушка элегазовой аппаратуры

 

NaA(4A), NaX(13X)

1. Потребители:Предприятия РАО "ЕЭС России"

6

Осушка стеклопакетов

NaA(4A), NaX(13X)

1. Потребители: Специализированные строительные фирмы 

7

Осушка внутреннего пространства тары и упаковки

NaA(4A), NaX(13X)

1. Потребители: Машиностроительные предприятия, Химические предприятия, предприятия легкой промышленности 

2. Очистка газовых потоков

 

1

Очистка природного газа от сернистых соединений, углекислого газа и меркаптанов

 

СаА(5А) NaX(13X)

1. Потребители: "Газпром", Сибнефтегазпереработка", "Сургутнефтегаз", "Роснефть", "Сиданко", "Узкнефтегаздобыча

2

Очистка нефтяного попутного газа от сернистых соединений, углекислого газа и меркаптанов

NaX(13X)

1. Предприятия коммунального хозяйства 1. Потребители: "Газпром", "Лукойл", "Юкос", "Сибнефтегазпереработка", "Сургутнефтегаз", "Роснефть", "Сиданко", "Узкнефтегаздобыча"

3

Очистка воздуха от углекислого газа перед его разделением на кислород и азот

 

NaX(13X)

1. Потребители: Криогенные предприятия (Кислородные заводы)

4

Получение кислорода из воздуха в аппаратах "Адген"

 

СаА(5А)

1. Потребители: Машиностроительные предприятия.

5

Очистка и осушка биологического газа

 

NaA(4A), NaX(13X)

1. - Предприятия коммунального хозяйства

6

Очистка газов мусороперерабатывающих заводов от токсических соединений (диоксинов)

 

NaX(13X), ЦК - 5

1. -Предприятия коммунального хозяйства

7

Очистка отходящих газовых потоков от сернистых и нитросодинений, радионуклидов

 

NaX(13X), ЦК - 5

1.- Промышленные предприятия различного профиля, Атомные энергетические установки.

8

Очистка атмосфер плавок и создание защитных сред в металлургии

 

NаА(4А) NaX(13X)

1. - Металлургические предприятия

3. Глубокая осушка жидкостных потоков 

 

1

Осушка и регенерация трансформаторного масла

NaA (4A) NaX(13X)

1. Цеолиты "ЮСТ" аттестованы ВТИ г. Москва - удовлетворяют всем требованиям РАО "ЕЭС России".2. Применены на 37 подстанциях РАО "ЕЭС России"

2

Осушка и регенерация фреономасляных агентов холодильных установок 

 

NaA (4A) NaX(13X)

1. Предприятия "ХОЛОДМАШ"2. Проведены испытания в "Марихолодмаш"

3

Осушка реактивного и дизельного топлива

 

NaA (4A) NaX(13X)

1.- Космонавтика, Авиация, Морской и речной флот,

4

Фильтры для осушки и регенерации моторных масел

 

NaA (4A) NaX(13X)

1. - Автомобилестроение, Дизелестроение

5

Фильтры для осушки дизельного и бензинового топлива

 

NaX(13X)

1. - Автомобилестроение, Дизелестроение

6

Фильтры для осушки гидроситем автосамосвалов

 

NaX(13X)

1. - Автомобилестроение, Дизелестроение

7

Концентрирование растворов спиртов

КА(3А) NaA (4A)

1.Химическая промышленность

8

Осушка органических жидкостей (керосин, гексан, бензол, циклогексан, метанол, этанол, изопропанол и т. д.)

 

КА(3А) NaA (4A)

1.Химическая промышленность

 

Применение цеолитов в качестве молекулярных сит(разделение веществ в зависимости от размера молекул

 

№  п/п

Промышленный процесс и его краткая характеристика

 

Тип применяемого цеолита

Примечание

1. Разделение смесей углеводородов различного строения 

 

1

Выделение и очистка нормальных парафиновых углеводородов, которые являются сырьем для производства моющих средств и белково-витаминных компонентов

 

СаА(5А) 

1. Производства "Оргсинтеза"

2

Разделение смесей олефиновых и парафиновых углеводородов

 

Модифицированный NaX, AgX, CaX

1. Производства "Оргсинтеза"

3

Разделение смесей ароматических углеводородов (смесь ксилолов и этилбензола)

 

BaSrX 

1. Производства "Оргсинтеза"

4

Облагораживание топливных фракций (удаление сероводорода и меркаптанов)

 

NaX (10A) 

1. Производства "Оргсинтеза"

  Применение цеолитов в качестве катионообменных материалов(разделение веществ с

 помощью ионообменного механизма)

 

№  п/п

Промышленный процесс и его краткая характеристика

 

Тип применяемого цеолита

Примечание

1. Умягчение водных потоков от катионов тяжелых металлов и поглощение радионуклидов в атомной энергетике 

 

1

Очистка питьевой воды на станциях водозабора

 

NaA(4A)

1. Предприятия коммунального хозяйства, 

2

Использование в индивидуальных водоочистных устройствах

 

NaA(4A) NaХ(13Х)

1. Химические и машиностроительные предприятия, медицинская промышленность

3

Очистка гальванических стоков машиностроительных производств 

NaA(4A) NaХ(13Х) ЦК - 5

1.Актуальность применения на машиностроительных предприятиях. 2. Проведены испытания на Ярославском Моторном заводе и на Ярославском Электромеханическом заводе.

4

Удаление радионуклидов из жидких отходов Ядерных Энергетических установок

NaA(4A) NaХ(13Х) 

ЦК - 5КаА

1.Атомные электростанции, Атомный флот, Дезактивация конверсионных атомных подлодок.2. Проведены испытания в НИТИ им. Александрова г. С Петербург

5

Умягчение воды в котельных 

NaA(4A), NaХ(13Х)

1. Теплоэнергетические станции2. Испытания: ВТИ г. Москва, ЯЭМЗ г. Ярославль 

6

Умягчение технологической воды

 

NaA(4A), NaХ(13Х)

1. Предприятия Химии и Нефтехимии

7

Добавки в моющие средства

NaA(4A)

1. Химические предприятия

 

Применение цеолитов в качестве катализаторов химических реакций

 

.

№  п/п

Промышленный процесс и его краткая характеристика

 

Тип применяемого цеолита

Примечание

1

Крекинг керосиново - газойлевых фракций (95% бензина получаемого в мире)

 

Модифицированный Y 

1. Предприятия Оргсинтеза

2

Получение моторных топлив из олефиново - содержащих газов (высокооктановые бензины и дизельные топлива) 

 

Цеолиты семейства пентасилов

1. Предприятия Оргсинтеза

3

Конверсия метанола в моторные топлива (Работает установка в Новой Зеландии в течение 5 лет). 

 

Цеолиты семейства пентасилов

1. Предприятия Оргсинтеза

4

Алкилирование бензола, толуола, олефина (процесс при котором парафиновый углеводород соединяется с олефиновым, разрывая его двойную связь. При этом образуется парафиновый углеводород с разветвленной цепью. Углеводороды этого типа желательны в бензинах, т. к. повышают октановые числа топлив. Кроме того при алкилировании возможно замещение атома водорода в ароматических углеводородах на алкильную группу, это реакция Фриделя - Крафтса).

 

Цеолиты семейства пентасилов

1. Предприятия Оргсинтеза

5

Циклизация пропана и бутана(Позволяет получать нафтановые и ароматические углеводороды, являющиеся ценным нефтехимическим сырьем) 

 

ПентасилыZSM 

1. Предприятия Оргсинтеза

6

Дожиг отходящих и выхлопных газов автомобилей до СО2 и Н2О

 

Катализаторы дожига на основе цеолитов

1. Машиностроительные предприятия. Автомобилестроение Дизелестроение

 

Водоподготовка воды для детского и специального питания.
 

Технология очистки питьевой воды   

Подавляющее большинство фильтрующих материалов, используемых в данное время в водоочистных сооружениях, синтетические. Совершенно напрасно обойдены вниманием сорбенты природные. Рассмотрим применение цеолита.

Американский пример:

Город Траки (Калифорния). С 1978 г. работает очистная установка (40 тонн природного цеолитового туфа, содержащего до 70% минерала клиноптилолита), очищающая 270 куб. м в час сточных вод, содержащих аммоний, кальций, натрий, магний, калий. При проектировании установки этому способу очистки было отдано предпочтение перед биологической системой в связи с высоким стандартом чистоты и низкой температурой сточных вод. Такие же и более крупные системы очистки построены в других местах в США. (Источник: статья профессора С. Габуды в "Советской Сибири" от 06.04.1994 г.)

Еще более интересен этот материал в производстве питьевой воды.

В журнале "Экология и промышленность" за 1996 год опубликована статья д. т. н. Р. А. Беляева, представляющего Амурский научный центр ДВО РАН.

"На протяжении более пяти лет работы очистные сооружения с цеолитовой загрузкой (клиноптилолит) давали стабильное снижение в осветленной воде содержания хлоридов, сульфатов, меди, марганца, железа, остаточного алюминия, а также общей жесткости. Все эти показатели были значительно ниже ПДК. С помощью цеолитовых фильтров можно очищать воду от меди, марганца, никеля, соединений железа в повышенных концентратах. Цеолит , как ионообменник катионного типа, извлекает из воды тяжелые металлы, по сравнению с синтетическими смолами обладает повышенной избирательностью к ионам цезия и стронция.

Эффективны цеолиты и в отношении органических соединений, например, концентрация наиболее распространенного в воде канцерогена бензапирена

уменьшается в 260 раз.

В Новосибирске еще в 1991 году сертифицирована технология доочистки питьевой воды цеолита  с активированным углем, импрегнированным азотнокислым серебром. Более десяти лет новосибирцы пользуются бытовыми угольно-цеолитовыми фильтрами, данные их сертификационных испытаний не уступают данным бытовых фильтров с синтетическими фильтрующими материалами (например, произведенными в Москве или Санкт-Петербурге). Угольно-цеолитовая технология, кроме хороших "химических" результатов, дает еще иные, не выраженные в миллиграммах. В "Вечернем Новосибирске" в 2003 году было опубликовано интервью с доктором медицины Михайловой: в Центре клинической и экспериментальной медицины исследовалось влияние на живую клетку различных вод, в том числе пропущенных через различные фильтры. Именно угольно-цеолитовая очистка воды в этих испытаниях признана оптимальной.

  Структура цеолитов

При рассмотрении химических и каталитических свойств цеолитов часто достаточно феноменологического описания, однако по-настоящему понять эти явления можно, только детально изучив кристаллическую структуру цеолитов.

Из-за сложности физических свойств цеолитов им трудно дать точное определение. Так один из авторов [2] предлагает называть цеолитами “алюмосиликаты с каркасной структурой, в которой имеются полости, занятые большими ионами и молекулами воды, причем и те и другие характеризуются значительной подвижностью, что обеспечивает возможность ионного обмена и обратимой дегидратации”. Каркасная структура построена из соединенных вершинами тетраэдров, в которых малые атомы (называемые Т-атомами) лежат в центрах тетраэдров и атомы кислорода - в их вершинах. Положения Т в природных цеолитах заняты преимущественно атомами Al и Si, но в синтетических цеолитах их можно заменить на близкие по природе атомы Ga, Ge и P. Роль больших ионов в полостях природных цеолитов выполняют одно- и двухзарядные катионы Na, Сa, K, Mg и Ba, содержание которых зависит от геохимического состава среды минералообразования и распределения элементов между кристаллизующимися минералами. В лабораторных условиях в цеолит можно путем ионного обмена или прямым синтезом ввести широкий набор других катионов. Общая формула цеолита MpDq[Alp+2qSirO2p+4q+2r]×sH2O. Поскольку каждая вершина принадлежит двум тетраэдрам, атомов кислорода в каркасе должно быть вдвое больше, чем T-атомов. Чтобы заряд компенсировался, число трехзарядных ионов Al должно быть равно сумме p (число однозарядных катионов) и 2q (удвоенное число двузарядных катоионов).

В таблице 1 приведены свойства основных цеолитов. Из этой таблицы видно, что топология каркасов синтетических цеолитов X и Y аналогична топологии каркаса фожазита, цеолит W имеет, по-видимому, такой же каркас, как маццит. Природные аналоги цеолитов A,L и ZK-5 пока не найдены . 

Все выбранные цеолиты имеют широкие поры, в которых после дегидратации могут проникать молекулы. Обменные катионы и алюмосиликатный каркас можно модифицировать химической обработкой, что позволяет регулировать химические силы, действующие на сорбированные молекулы. При правильном выборе условий модифицирования цеолит действует как катализатор, что приводит к химическому превращению адсорбированных молекул в желаемом направлении.

Топология алюмосиликатного каркаса является, пожалуй единственным признаком, по которому можно точно идентифицировать структуру цеолита. Все остальные признаки, например распределение по кристаллографически идентичным местам, сложны и неопределенны.

Для описания топологии желательно предельно упростить атомную модель. Вместо того чтобы указывать расположение четырех больших ионов кислорода (радиус~1,35 Å), лежащих в вершинах тетраэдра, удобнее рассматривать положение только центра тетраэдра, занятого малым катионом Al или Si. 

  В синтетических цеолитах с известной структурой окна, ограничивающие входы во внутрикристаллические полости, образованы   12-, 10-, 8-, 6-членными кольцами из атомов кислорода. Двенадцатичленные кислородные кольца (О12) ограничивают входы в большие полости широко известных синтетических цеолитов X и Y решеткой фожазита (рис.2.б). Такие же кольца ограничивают каналы в мордените, в синтетических цеолитах L и W и в некоторых других цеолитах. Свободный диаметр колец О12 (диаметр апертуры кольца) у разных цеолитов может изменяться, в зависимости от искажения его геометрии и позиций обменных катионов, в пределах 0,7-0,9 нм.

Свойства некоторых цеолитов

Название

Кристаллографические данные

Химический состав

A.

Кубическая, a=12,3 Å,

Pm3m (псевдоячейка)

Na12Al12Si12O48·27H2O

Шабазит

Ромбоэдрическая, а=9,4 Å, a=94,5°; R`3m

(Ca,Na2)~2Al4Si8O24*13H2O

Эрионит

Гексагональная,

а=13,3 Å, с=15,1 Å;

P63/mmc

(Ca, K2, Na2)~4Al8Si28O72·27H2O

Фожазит

Кубическая, а=24,7 Å;

Fd3m

~Na13Ca11Mg9K2Al55Si137O384·235H2O

X

Кубическая, а=25,0 Å

Na86Al86Si106O384·264H2O

y

Кубическая, а=24,7 Å

Na56Al56Si136O384·250H2O

Гмелинит

Гексагональная,

а=13,7 Å, с=10,0 Å;

P63/mmc

(Na и др)~8Al8Si16O48·24H2O

L

Гексагональная,

а=18,4 Å, с=7,5 Å;

P6/mmm

K2Al9Si27O72·22H2O

Маццит

Гексагональная,

a=18,4 Å, c=7,6 Å;

P6/mmc

K2,5Mg2,1Ca1,4Na0,3Al10Si26O72·28H2O


 

W

То же, но а=18,2 Å

(Na и др)8Al8Si28O72·21H2O

Морденит

Ромбическая, а=18,1 Å

b=20,5 Å, c=7,5 Å;Cmcm

Na8Al8Si40O96·24H2O

Оффретит

Гексагональная,

а=13,3 Å, с=7,6 Å;P`6m2

KCaMgAl5Si13O36·15H2O

ZK-5

Кубическая, а=8,9 Å;

P`43n

Na30Al30Si66O192·98H2O

         

 (2) 216с.

 

Окна О10 не характерны для структур природных цеолитов, они оказались, однако, типичными для высококремнеземных цеолитов и пористого кристаллического кремнезема-силикалита, объединенных по общим структурным признакам в семействопентасилов”. Десятичленные кислородные кольца могут быть круглыми или эллипсоидными, их диаметры изменяются в пределах 0,6-0,65 нм

 

Для оценки возможности попадания молекулы в адсорбционную полость сравнивают диаметр входного окна (d0) с критическим диаметром (dкр) самой молекулы (критический диаметр - диаметр по наименьшей оси молекулы). Проникнуть через окно могут только те молекулы, критический диметр которых меньше диаметра входного окна. В таблице 2 приведены основные марки промышленных цеолитов.

Таблица 2

Основные классы промышленных цеолитов

Класс РОССИЯ

КА

NaA

CaA

CaX

NaX

Класс США

3A

4A

5A

10X

13X

d0, Å

3

4

5

8

9

В таблице 3 показаны критические диметры ряда молекул.

Критические диаметры некоторых молекул

Молекула

H2

O2

N2

H2O

NH3

CH4

С2H4

dкр, Å

2,4

3,4

3,7

2,7

3,6

3,8

4,07

 В связи с тем, что кислородные окна, ведущие во внутрикристаллические полости разных цеолитов, имеют разные размеры, сравнимые с размерами простых молекул, цеолиты обладают резко выраженными молекулярно-ситовыми свойствами.

 

Кристаллизация цеолитов из щелочных силикаалюмогелей. Земли сельхоз назначения

Природа цеолитов, кристаллизующихся из водных щелочных алюмосиликатных системах (R2O-SiO2-Al2O3-H2O) в гидротермальных условиях при заданной температуре, в значительной степени зависит не только от соотношений и концентраций компонентов; на результаты кристаллизации при одинаковом составе системы влияют также природа и состояние реагентов, используемых для составления исходных алюмосиликатных смесей, условия их приготовления, перемешивание, затравки и другие зачастую трудно контролируемые факторы. Это свидетельствует о том, что в подобных случаях состав системы, температура и давление еще не определяют результатов кристаллизации и что такие гетерогенные системы после образования в них первичных кристаллов цеолитов не достигают состояния термодинамического равновесия. Поэтому для понимания механизма кристаллизации цеолитов и определения условий воспроизводимого управляемого синтеза большое значение приобретают исследования не только фазовых диаграмм и полей кристаллизации, но и кинетики кристаллизации.

Если при кристаллизации цеолитов используются не гетерогенные алюмосиликатные смеси, а силикаалюмогели, получаемые путем смешения гомогенных щелочных силикатных и алюминатных растворов, результаты кристаллизации и кинетика процесса для одного и того же геля обычно хорошо воспроизводятся, но являются чувствительными к изменению состава гелей. Поэтому такие силикаалюмогели представляют собой удобные исходные продукты для синтеза кристаллов цеолитов с заданной структурой и составом и для исследования кинетики и механизма кристаллизации.


 

 

Направленный синтез цеолитов

Состав алюмокислородного каркаса цеолитов одного и того же структурного типа в значительной степени определяет их свойства. Во многих случаях отношение Si/Al в однотипных кристаллах синтетических цеолитов может изменяться в сравнительно широких пределах. Типичными примерами такого рода являются синтетические фожазиты (цеолиты X и Y), синтетические калиевые шабазиты (цеолиты G), синтетические анальцимы.

Таблица 5

Стабильность цеолитов разных типов в кислотах

Цеолит

SiO2/Al2O3

Устойчивость к кислотам

NaA

2

Растворяется при pH<5

NaX

2,4-2,7

То же

NaY

До 3,5

Разрушается в 3 н. уксусной

кислоте

NaY

4,0-5,9

Мало разрушается в 3 н.

уксусной кислоте

NaЭ

6

То же

NaM

10

Не разрушается в 3 н.

соляной кислоте

 

Регулирование состава кремнеалюмокислородного каркаса цеолитов одного и того же структурного типа может осуществляться путем изменения состава исходных алюмосиликатных смесей и силикатных и алюминатных растворов в пределах поля кристаллизации данного цеолита.

Чем больше соотношение SiO2/Al2O3 в цеолитах, тем он более устойчивее к воздействию кислот. В таблице 5 приведена стабильность цеолитов разных типов по отношению к кислотам.

При обработке цеолитов сильными кислотами образовываются гели. Так , например под действием соляной кислоты цеолиты натриевой формы A и X легко разлагаются, и при этои осаждается светлый гель. Морденит устойчив даже к сильным кислотам, при его обработке удаляются только катионы, образуется водородная форма морденита.

Что касается варьирования дисперсности кристаллов, то это возможно делать в ограниченных пределах путем изменения состава исходных алюмосиликатных смесей или силикаалюмогелей. Повышение щелочности гелей приводит к интенсификации процесса зародышеобразования в гелях и к получению более мелких кристаллов. Однако регулирование размеров кристаллов путем изменения щелочности гелей не всегда применимо, поскольку вместе с изменением содержания щелочи может измениться и сама природа кристализующихся фаз.

Большие возможности для регулирования дисперсности кристаллов имеет метод старения гелей, позволяющий в определенных случаях варьировать размеры кристаллов цеолитов одного и того же структурного типа в широких пределах. При увеличении длительности периода старения одного и того же геля размер кристаллов цеолита уменьшается.

Однако хотя методом старения можно легко регулировать размеры кристаллов цеолитов, кристализующихся из одного и того же геля (что важно для разных целей, в том числе и практических), этот метод не позволяет получать крупные монокристаллы, так как старение всегда приводит лишь к уменьшению размеров кристаллов.

Необходимо иметь ввиду, что в некоторых случаях возникает задача синтеза крупных монокристаллов цеолитов. Значительные успехи были достигнуты в области выращивания кристаллов цеолитов типа содалита Однако выращивание совершенных и достаточно больших монокристаллов других цеолитов все еще остается не решенной задачей.

 Варьирование адсорбционных свойств цеолитов

Подытоживая все вышесказанное перечислим основные способы регулирования избирательной адсорбционной способности цеолитов.

1. Изменение состава в процессе кристаллизации. Из одних и тех же исходных веществ можно получить алюмосиликатные пористые кристаллы, обладающие разными свойствами. Так, например, цеолит типа А образуется из смесей, богатых щелочами и бедных кремнеземом, а цеолит типа Y кристаллизуется в области с наименьшей щелочностью среды и наибольшей концентрацией кремнезема.

2. Способ ионного обмена. Ионным обменом можно регулировать молекулярно-ситовые свойства, особенно типа А. Зная размеры адсорбируемых молекул и окон цеолита, можно подбирать определенную катионообменную форму цеолита  для разделения любой смеси газов или растворенных газов. Так, например, цеолит, КА, у которого размер окон равен примерно 3 Å, адсорбирует хорошо воду, воду но не адсорбирует молекулы метанола, двуокиси углерода, критический диаметр молекул которых больше 3 Å. Цеолит NaA у которого рамер окон равен 4 Å, адсорбирует метанол, двуокись углерода и не адсорбтрует молекулы пропана, гексана и другие молекулы, критический диаметр которых выше    4 Å. На цеолите CaX, у которого размер окон равен 8 Å, молекулы 1,3,5-триэтилбензола не адсорбируются, а на цеолите NaX (размер окон 9 Å) они хорошо адсорбируются.

Цеолиты обладают также ионоситовым действием. Так, например, натрий в цеолите типа X нельзя обменять на катионы алкиламония в связи с большим размером последних. Катионно-ситовые эффекты в цеолитах могут быть вызваны и тем, что из-за слишком большого размера катион не может проникать в малые каналы и полости в каркасе цеолита или же, обменные катионы в процессе синтеза некоторых цеолитов локализуются в недоступных для обмена участках и поэтому не замещаются.

3. Введение в кристалл цеолита легко поглощаемых примесей, обычно небольших полярных молекул. Эти модифицирующие молекулы фиксируются прежде всего у входных окон, через которые должны диффундировать молекулы адсорбата, и создают препятствия их продвижению. Так, например, предсорбция небольших количеств паров воды на цеолите типа А резко уменьшает адсорбцию кислорода. Эффективные диаметры окон можно регулировать, образуя металлоорганические комплексы. Так, при обработке пиридином медной формы цеолита X образуется весьма прочный комплекс пиридин катион. Адсорбция молекул газов и паров на таком цеолите указывает на значительное уменьшение размеров пор вследствие их блокирования металлоорганическими комплексами.

4. Особое место среди катионзамещенных цеолитов занимают водородные, или декатионированные, формы цеолитов. Замещение катионов цеолита водородом является одним из способов модифицирования пористых кристаллов. Водородная форма цеолитов в отличие от других форм не может быть получена простой обработкой цеолита кислотами, т.к. последние разрушают кристаллическую решетку, особенно низкокремнеземных цеолитов. Поэтому вначале ионы натрия замещаются на ионы аммония, затем последний термически разлагают, при этом выделяется аммиак и образуется протон, который обеспечивает электронейтральность решетки цеолита.

5. Одним из методов модифицирования цеолитов является деалюминирование. Обработка цеолита кислотами приводит к растворению тетраэдрического алюминия в решетке. В результате увеличивается адсорбционная емкость цеолита. Деалюминирование можно осуществлять также обработкой цеолита веществами, образующими с ионами алюминия комплексные соединения, или обработкой слоя цеолита парами воды при повышенных температурах [5]. Деалюминирование позволяет в определенных пределах варьировать соотношение кремне- и алюмокислородных тетраэдров в цеолите без изменения его кристаллической решетки.

Избирательная адсорбция на цеолитах возможна и тогда, когда молекулы всех компонентов смеси достаточно малы и свободно проникают в адсорбционное пространство. При прочих равных условиях обменные катионы являются адсорбционными центрами и определяют специфику взаимодействия при адсорбции на цеолитах молекул разного строения и электронной структуры. Меняя природу и размер обменного катиона, можно усилить или ослабить вклад специфического взаимодействия в энергию адсорбции. Кроме взаимодействия с положительным зарядом катионов, молекула адсорбата испытывает сильное дисперсионное воздействие со стороны других атомов, образующих стенки каналов цеолита. Один из важных вопросов адсорбционного взаимодействия на цеолитах - выяснение природы активных центров.


                                       ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении хотелось бы отметить , что наиболее перспективными для инвестирования в настоящее время , как отмечают эксперты , являются разработки по выпуску медицинских средств нового поколения, модифицированных цеолитов для водоочистки, очистки жидких и газообразных бытовых и промышленных отходов, а также производства азотно-фосфорных удобрений нового поколения. Весьма прибыльным может оказаться также применение «сырых» цеолитов в качестве сорбционных гигиенических подстилок для домашних животных и как сорбентов-присыпок для бензоколонок и нефтеналивных терминалов.

Страна, обладающая практически неисчерпаемой сырьевой базой цеолитов, лишена в настоящее время возможности — в отличие от остального цивилизованного мира — получать те большие выгоды, которые приносит использование этого материала.

Использование этого минерала будет способствовать решению ряда острых проблем всей страныповышению качества сельскохозяйственной продукции, укреплению состояния здоровья населения, созданию новых стабильных источников получения валюты и увеличению количества рабочих мест; прежде всего для неквалифицированного персонала , не нужно забывать и о месторождениях цеолита это Урал и Дальний Восток.

По данным источника (  ) который ссылается на опыт и данные Минсельхоза за 1998г. , что рубль вложенный в «цеолит» приносит выгоду в 15-30 руб.

Кроме того продолжается научная работаСША) по выявлению влияния «восстанавливающего эффекта» на ДНК человека. Соответствующая работа могла бы проводится и у нас в стране.

 Список использованной литературы

 

1.     Брек Д. Цеолитные молекулярные сита. М.:Мир. 1976. 781с.

2.     Рабо Дж. Химия цеолитов и катализ на цеолитах. М.:Мир.1980. Т1. 502с.

3.     Сендеров Э.Э., Хитаров Н.И. Цеолиты, их синтез и условия образования в природе. М.:Наука. 1970. 395с.

4.     Мирский Я. В., Пирожков В.В. Адсорбенты, их получение свойства, и применение. Л.:Наука. 1971. с.26

5.   Ильинский П.С. Мастер классавтоматизация химикотехнологических процессов при производстве «PUSSY-CAT» РОССИЯ  2004 г.                                                              

6.     Паничев А.М. Гульков А.Н. Природные минералы и причинная медицина будущегоИзд-во ДВГТУ.

 

Тексты и иллюстрации являются юридической и интеллектуальной собственностью компании "KIS-PIS Group".

ссылка на статью обязательна