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沸石的離子交換性能

沸石的離子交換性能

離子交換是沸石的重要性能之一。在沸石晶格的孔（腔）中，K、Na、Ca和水分子等陽離子與晶格結合不緊密，容易與周圍水溶液中的陽離子交換，交換后的沸石晶格結構不受破壞。據調查，斜發沸石巖石對NH4 離子的總交換量在50~220mmol/100g之間，K 離子的總交換量一般在9~26mg/g之間，少數在9mg/g以下，絲光沸石對NH4 離子的總交換量一般在50~188.73mmol/100g之間，沸石離子交換容量大于9mg/a，比沸石離子交換容量大得多，這是由其內部結構和其他特性決定的。

沸石的來源及發展現狀

天然沸石主要產生于巖梁活動晚期的低溫熱液階段，沸石族礦物常見于噴出巖，特別是玄武巖的空隙中，也見于沉積巖、變質巖及熱液礦床和某些近代溫泉沉積中，是硅酸鹽中儲量蕞大的一類礦物。沸石是在 1756 年由瑞典礦物學家Cronsted苐一次在玄武巖中發現的，因為沸石在加熱至熔融時，伴有沸騰現象而得名。沸石是火山熔巖形成的一種含水架狀結構的鋁硅酸鹽礦物，含有鈉、鎂、鈣、鉀、鋇等成分。1959 年日本蕞先將沸石用于飼料添加劑，目前世界上沸石添加劑已經商品化生產，關于沸石的專利已有3000多項。

天然沸石含有畜禽生長發育所需的全部常量元素和大部分微量元素。這些元素都以離子的狀態存在，能被畜禽所利用。此外，沸石還具有獨特的催化性、吸附性、離子交換性、耐酸性、熱穩定性以及耐毒性等。從沸石被發現起就廣泛應用于畜禽飼料、水產養殖、獸藥及飼料添加劑等各領域。

天然沸石孔隙直徑為0.3～1.1nm，聚合物分子鏈直徑約為0.218nm，聚合物分子鏈直徑小于天然沸石孔隙直徑時，才可以在天然沸石孔道內，形成多層吸附，導致天然沸石聚合物吸附量遠大于油藏砂巖的吸附量。

聚合物在天然沸石顆粒表面的多層吸附，相當于在顆粒外表形成了一個由聚合物分子組成的包裹層，這使得天然沸石顆粒的視體積增大、被補集的概率增大，但顆粒同時也表現出“黏彈性”，當其遇到孔隙喉道時發生形變，從而減少被補集概率，這種“捕集-釋放”過程會增大流動阻力。

此外，吸附在天然沸石顆粒外表和孔隙內表面的聚合物分子鏈間會發生纏繞，這會增大天然沸石顆粒在孔隙內的流動阻力。