| Фожазит | |
|---|---|
 | |
| Общий | |
| Категория | Цеолит |
| Формула (повторяющаяся единица) | (Na 2, Ca, Mg) 3.5[Al 7Si 17О 48] · 32 (H 2O) [1] |
| Классификация Струнца | 9.GD.30 |
| Кристаллическая система | Кубический |
| Кристалл класс | Шестиугольник (м 3 м) Символ H – M (4 / м 3 2 / м) |
| Космическая группа | Ж д 3 м |
| Ячейка | а = 24,638–24,65 Å , Z = 32 |
| Идентификация | |
| Цвет | Бесцветный, белый |
| Хрустальная привычка | Октаэдрические или редко трисоктаэдрические кристаллы размером до 4 мм |
| Twinning | на {111}, близнецы контакта и проникновения |
| Расщепление | {111}, идеальный |
| Перелом | Неравномерный до раковинного |
| Упорство | Хрупкий |
| Твердость по шкале Мооса | 4.5-5 |
| Блеск | Стекловидное тело до адамантина |
| Полоса | белый |
| Прозрачность | Прозрачный |
| Удельный вес | 1,92–1,93 |
| Оптические свойства | Изотропный |
| Показатель преломления | n = 1,466–1,480 |
| Плеохроизм | Никто |
| Рекомендации | [2] [3] [4] |
Фожазит - это группа минералов из семейства силикатных минералов цеолитов . Группа состоит из фожазита-Na, фожазита-Mg и фожазита-Ca. Все они имеют одну и ту же основную формулу (Na
2, Ca, Mg)
3.5[Al
7Si
17О
48] · 32 (H
2O) , варьируя количество натрия, магния и кальция. [1] Он встречается как редкий минерал в нескольких местах по всему миру, а также синтезируется промышленным способом.
Открытие и появление [ править ]
Впервые фаужазит был описан в 1842 году для обнаружения в карьерах Лимберг, Засбах , Кайзерштуль , Баден-Вюртемберг , Германия . Модификатор натрия фожазит-Na был добавлен после открытия в 1990-х годах фаз, богатых магнием и кальцием. Он был назван в честь Бартелеми Фожа де Сен-Фон (1741–1819), французского геолога и вулканолога. [3] [4]
Фожазит встречается в пузырьках в базальтовой и фонолитовой лаве и туфе как гидротермальный или аутигенный минерал. Это происходит с другими цеолитами, оливином , авгитом и нефелином . [2]
Структура [ править ]
Каркас из фожазита получил код FAU Международной ассоциацией цеолитов. [5] Он состоит из содалитовых клеток, соединенных шестиугольными призмами . Пора, образованная 12-членным кольцом, имеет относительно большой диаметр 7,4 Å. Внутренняя полость имеет диаметр 12 Å и окружена 10 содалитовыми клетками. Элементарная ячейка кубическая; Символ Пирсона cF576, симметрия Fd 3 м, № 227, [6] постоянная решетки 24,7 Å. Цеолит Y имеет долю пустот 48% и соотношение Si / Al 2,43. Термически разлагается при 793 ° C. [7]
Синтез [ править ]
Фожазит синтезируется, как и другие цеолиты, из источников оксида алюминия, таких как алюминат натрия, и источников диоксида кремния, таких как силикат натрия . Также используются другие алюмосиликаты, такие как каолин . Ингредиенты растворяются в основной среде, такой как водный раствор гидроксида натрия, и кристаллизуются при температуре от 70 до 300 ° C (обычно при 100 ° C). После кристаллизации фожазит находится в натриевой форме и должен подвергаться ионному обмену с аммонием.для повышения стабильности. Ион аммония удаляется позже прокаливанием, которое превращает цеолит в его кислотную форму. В зависимости от соотношения кремнезема и оксида алюминия в их каркасе синтетические цеолиты фожазита делятся на цеолиты X и Y. В цеолитах X это соотношение составляет от 2 до 3, а в цеолитах Y оно составляет 3 или выше. Отрицательные заряды каркаса уравновешиваются положительными зарядами катионов в позициях вне каркаса. Такие цеолиты обладают ионообменными, каталитическими и адсорбционными свойствами. Стабильность цеолита увеличивается с увеличением отношения диоксида кремния к оксиду алюминия в каркасе. На это также влияет тип и количество катионов, находящихся в позициях вне каркаса. Для каталитического крекинга цеолит Y часто используется в форме обмена редкоземельного элемента и водорода. [8]
Используя термические, гидротермальные или химические методы, можно удалить часть оксида алюминия из каркаса цеолита Y, что приведет к образованию цеолитов Y с высоким содержанием кремнезема . Такие цеолиты используются в катализаторах крекинга и гидрокрекинга . Полное деалюминирование приводит к образованию фожазита-кремнезема. [8]
Используйте [ редактировать ]
Фожазит используется, прежде всего, в качестве катализатора при каталитическом крекинге с псевдоожиженным слоем для превращения высококипящих фракций нефтяной нефти в более ценные бензин, дизельное топливо и другие продукты. Цеолит Y заменил цеолит X в этом применении, потому что он более активен и более стабилен при высоких температурах из-за более высокого отношения Si / Al. Он также используется в установках гидрокрекинга в качестве платино-палладиевого носителя для увеличения содержания ароматических веществ в переработанных продуктах нефтепереработки.
Цеолит типа X может использоваться для селективной адсорбции CO 2 из газовых потоков [9] и используется для предварительной очистки воздуха для промышленного разделения воздуха.
Ссылки [ править ]
- ^ a b Группа фожазитов на Миндате
- ^ a b Фожазит . Справочник по минералогии.
- ^ a b Фожазит . Миндат.
- ^ a b Данные о минералах фожазита . Webmineral.
- ^ "FAU: Тип каркаса" . asia.iza-structure.org . Проверено 1 мая 2020 .
- ^ Hriljac JA; Эдди ММ; Cheetham AK; Донохью JA; Рэй GJ (1993). "Порошковая нейтронная дифракция и 29Si MAS ЯМР исследования кремнистого цеолита-Y". Журнал химии твердого тела . 106 : 66–72. Bibcode : 1993JSSCh.106 ... 66H . DOI : 10,1006 / jssc.1993.1265 .
- ^ Страница химической инженерии цеолита
- ^ a b Шерцер, Юлиус (1989). "Повышающие октановое число цеолитные катализаторы FCC: научные и технические аспекты". Обзоры катализа . 31 (3): 215. DOI : 10,1080 / 01614948909349934 .
- ^ A1 USA US20020178914 A1 , Тимоти Голден, «Процесс снижения уровня двуокиси углерода в газовой смеси», опубликовано 5 декабря 2002 г.
Литература [ править ]
- Субхаш Бхатиа, Цеолитный катализ: принципы и применение, CRC Press, Inc., Бока-Ратон, Флорида, 1990.
- Рибейро, FR и др., Под ред. Цеолиты: наука и технология, издательство Martinus Nijhoff, Гаага, 1984.
Внешние ссылки [ править ]
- Тип конструкции FAU
