天然ob欧宝体育富网入口是碱金属和碱土金属的结晶铝硅酸盐。它们具有许多理想的离子交换、分子筛分和催化特性,这使它们成为有价值的矿物商品。ob欧宝体育富网入口是在1756年康斯泰特首次发现的,ob欧宝体育富网入口这个名字来自希腊语,意思是“沸腾的石头”,暗指克朗斯泰特在加热几个晶体时观察到的起泡和起泡。1845年,韦发现某些土壤保留了铵盐。布雷克报告说,土壤中的水合硅酸盐被发现是负责任的,这可能是第一次离子交换实验。Weigel和Steinhoff在1925年率先确定菱ob欧宝体育富网入口选择性地吸收较小的有机分子并排斥大分子。这种现象在1932年被McBain描述为“分子筛分”。直到1940年代和1950年代,对ob欧宝体育富网入口特性的研究才急剧增加,尤其是在伦敦帝国理工学院的Barrer实验室。
ob欧宝体育富网入口是基于SiO4四面体三维网络的结晶骨架铝硅酸盐,所有四个氧都由相邻的四面体共享。ob欧宝体育富网入口可由经验式M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O表示。M是n价的碱金属或碱土金属阳离子,x是2到10之间的数字,y是2到7之间的数字。主要的阳离子是钠、钾、镁、钙、锶和钡。阳离子松散地结合在结构中并且可以在不同程度上相互交换。该框架包含由阳离子和水分子占据的通道和相互连接的空隙。大多数ob欧宝体育富网入口可以可逆地脱水。
早在1862年就报道了ob欧宝体育富网入口的合成,尽管Breck指出早期的工作没有得到X射线衍射的证实,并且其中一些是不可重现的。他将1951年通过X射线衍射证实的方ob欧宝体育富网入口型ob欧宝体育富网入口的首次合成归功于Barrer。最初,ob欧宝体育富网入口是在被认为是导致玄武岩中ob欧宝体育富网入口结晶的温度和压力下合成的。Breck报告说,1959年,Milton和联合碳化物公司的同事开发了一种新技术,可以在低温下合成ob欧宝体育富网入口。他们的技术在封闭系统中使用了极易反应的组分,并且结晶温度在有机化合物中更为典型。该程序适用于合成ob欧宝体育富网入口的大规模生产。
到1980年代,已鉴定出40种天然ob欧宝体育富网入口,合成了100多种ob欧宝体育富网入口,美国境内的天然ob欧宝体育富网入口资源估计为10万亿st。1980年,美国消耗了大约163,000吨天然和合成ob欧宝体育富网入口。1985年,美国开采了大约13,000吨天然ob欧宝体育富网入口。虽然合成ob欧宝体育富网入口已广泛用于商业应用,但对天然ob欧宝体育富网入口的需求受到限制。它们的主要用途是在使用合成ob欧宝体育富网入口不经济的领域。多种商业和实验用途,包括水产养殖和铀矿废水的铵离子去除、养鸡场和猫砂的气味控制、ob欧宝体育富网入口是在三维框架中延伸的氧、铝和硅的结晶框架。图1A和1B说明了基本的结构构件。在这两种情况下,硅或铝原子都位于由氧原子形成的四面体的中心。如果存在铝原子而不是硅原子,则需要正金属离子来维持电荷平衡(图1B-1C)。
给定ob欧宝体育富网入口中的通道尺寸可以根据存在的阳离子、温度和热振动以及结构变形而显着变化。基于形成通道开口或孔径的四面体数量并将可接受的2.7-A直径分配给氧离子的理论计算给出了可用通道尺寸的良好近似值。ob欧宝体育富网入口结构内的空腔通过多面体骨架结构中的这些孔进入。Miller以A型ob欧宝体育富网入口、八面ob欧宝体育富网入口和X型和Y型ob欧宝体育富网入口的截断八面体为例,讨论了孔径大小的重要性。由于ob欧宝体育富网入口A的孔径太小,无法让大分子进入内腔,因此这些晶体的催化范围受到限制。
然而,这些孔可以作为分子筛在空腔内进行选择性催化。可以进入空腔并被催化的分子包括氧气、氨、硫化氢、甲醇、二氧化硫、直链烃和水。