زئولیت ها مواد معدنی طبیعی و ارگانیکی هستند که در بسیاری از نقاط جهان اکتشاف و استخراج می شوند. بیشتر زئولیت های کاربردی در صنعت به صورت شیمیایی و مصنوعی در آزمایشگاهها تولید می شود.
قبل از سال 1997 ، گروه مواد معدنی زئولیت شامل 32 کانی طبیعی بود. وقتی مواد معدنی گروه زئولیت دوباره طبقه بندی شدند ، تعداد مواد معدنی تقریباً سه برابر شد و 13 مورد از آنها به وضعیت سری رسید.
خانواده زئولیت ها متشکل از گروهی از آلوموسیلیکات چارچوب (و به ندرت بریلوسیلیکات ها ، زینکوسیلیکات ها ، بریلوفسفات ها) هستند و این خانواده دارای کاتیون های قابل تبادل می باشند هستند.
امروزه حدودا 50 نوع زئولیت معدنی با نام های (کلینوپتیلولیت ، چابازیت ، فیلیپسیت ، موردنیت و غیره) با خواص فیزیکولوژی و شیمیایی وجود دارد. از عوامل موثر بر این تفاوت ها می توان ساختار کریستالی را درکنار ترکیب شیمیایی متفاوت از دلایل بروز این اختلافات اساس دانست. وجود عواملی همچون انتخاب ترجیحی کاتیون ها در کنارچگالی ذرات ، اندازه ذرات مولکولی باعث تغییرات فاحشی در زئولیت ها می شود.
زئولیت ها از نظر صنعتی در درجه بالای از اهمیت در تولیدات صنعتی برخوردار هستند. زئولیت ها کریستالهای خوش فرم نسبتاً نرم کمرنگ تا بیرنگ هستند و می توان آنها را براحتی پودر نمود.
خواص معدنی زئولیت ها : خاصیت جذب و تبادل یونی. دو ویژگی مشخص زئولیتها می باشد که در اثر سطوح واکنشی داخلی زئولیت و به دلیل وجود آلومینیوم در ترکیبات اصلی زئولیت ها ودر محل تماس بایون Si4+ است.
انواع زئولیت بر اساس ابعاد اندازه منافذ
Zeolite A (منافذ) 4.1 -مورد مصرف : تولید مواد شوینده
Faujasite (منافذ) 7.4 -مورد مصرف : ترک خوردگی کاتالیزوری و هیدرو ترک
ZSM-5 (منافذ) 5.2 × 5.8 -مورد مصرف : ایزومریزاسیون زایلن ، آلکیلاسیون بنزن ، ترک خوردگی کاتالیزوری ، واکس زدایی کاتالیزور و تبدیل متانول
موردنیت (منافذ) 6.7 × 7.0 -مورد مصرف : هیدرو ایزومریزاسیون ، واکس زدایی
بزرگترین تفاوت بین زئولیت های طبیعی و مصنوعی عبارتند از:
زئولیت های طبیعی در گروه کلینو در محیطی با اسید ملایم، خراب نمی شوند ، تجزیه نمی شوند و ساختار طبیعی خود پایدار می ماند. در ساختار زئولیت طبیعی مقریری از سیلیس وجود داردکه مقاوم در برابر اسید می باشد. زئولیت کلینو در صنعت کشاورزی به عنوان املاح ضروری برای اصلاح خاک استفاده بهینه ای می شود. مواد معدنی زئولیت ها معمولا در سیستمهای گوناگون در سنگهای آتشفشانی و ماگمایی و در انواع دیگر از سنگها ، معمولاً فلدسپاتها ، دیده می شوند. آنها "رخساره های زئولیت" یا سنگهای دگرگونی را شامل می شوند. اما مواد معدنی که معمولا با زئولیت ها همراه هستند شامل از: کلسیت ca، پرهنیت ، اپیدوت ، کوارتز q، پیریت pbs2، آپوفیلیت ، کاوانزیت ، مواد معدنی خاک رس ها و.... .
ساختار داخلی بلوری کانی معدنی زئولیت به عنوان ساختاری با چهارچوب چند تتراهدری متصل به هم مشخص می شود که هر یک از چهار اتم اکسیژن هستند که توسط کاتیونی احاطه شده است. این آرایش چهار ضلعی ساختارهای مشبک با حفره های بزرگ را به هم متصل میکند. این حفره ها معمولا حاوی مقادیری از مولکولهای H2O ، و کاتیونهای تک و دو ظرفیتی هستند. کاتیونهای موجود در حفره معمولا عمدتا سدیم پتاسیم کلسیم منیزیم و کمتر استرانسیم و باریم خواهد بود در همین حین وجود روی سرب و نقره و... غیر ممکن به نظر می رسد.
اریونیت یک زئولیت فیبری است این ماده به شدت سرطان زا هست آزمایشات بالینی بر روی انسان سرطان زا بودن این ماده معدنی صنعتی را تایید می کند. اریونیت شواهد کافی از سرطانزایی در مطالعات بالینی روی انسان وجود دارد که نشان دهنده رابطه مستقیم بین قرار گرفتن در معرض عامل ، بستر یا مخلوط و سرطان انسان است. احتمالاً سمی ترین ماده معدنی جهان زئولیت از نوع آریونیت است. اریونیت منشا بیماری مزوتلیوما استکه در کنار بعضی از مواد معدنی به شکل آمفیبول تبدیل می شود.این بیماری در حال حاضر هیچ نوع درمانی ندارد . زئولیت ها از انواع برگشت پذیر ترین های خانواده مواد معدنی آلومینوسیلیکات هیدراته هستند این ماده معدنی صنعتی شامل فلزات قلیایی و قلیایی خاکی می باشند. در خدمات حفاظت از محیط زیست ، می توان از خدمات مدیریت منطقی پسماند، یکی از اهداف اصلی توسعه پایدار در ایمنی و محیط زیست نام برد. امروزه پژوهشگران و مدافعان محیط زیست به صورت مداوم در جستجوی روش ها و راه حل های جدیدی برای کاهش و همچنین مقابله با افزایش آلودگی های محیط زیست در کره خاکی می پردازند. یکی از نکته های آلایندگی زئولیت مسئله احتراق زغال سنگ، یعنی خاکستر بادی با ترکیب مشابه زئولیت می باشد.
سه کاربرد اصلی برای زئولیت ها در صنعت وجود دارد :
الف- کاتالیز ب- جداسازی های متنوع درگاز به عنوان الک مولکولی، برای تصفیه آب و هوا، جمله حذف آلاینده های رادیواکتیو ج- تبادل یونی
الف- کاتالیز - زئولیتها به عنوان کاتالیزوردر واکنش های مهمی نقش به سزایی دارند. مهمترین آنها ترک خوردگی بین کانی ها، ایزومریزه شدن در ساختار و سنتز هیدروکربن در فرآوری است. زئولیتها در واکنش های اسید و باز موثر عمل می کنند.
ب- جداسازی گاز - پرکاربرد زئولیت ها جداسازی گاز - ساختار متخلخل کانی زئولیت جایگاه خوبی برای اتصال مولکول های جدید به کانه اصلی است. این خصوصیت باعث ایجاد تغییرات اساسی در ساختار با تغییر اندازه مولکول و تعداد کاتیون های اضافی در اطراف منافذ می شود.
ج-تبادل یونی - کاتیونهای هیدراته شده در داخل منافذ زئولیت در دستگاه های نرم کننده آب و در شوینده ها و صابون ها مختلف به وفور مشاهده کرد. همچنین حذف یونهای رادیواکتیو را از آب توسط زئولیت انجام می شود.
زئولیتها یکی از مهمترین کاتالیزورهای جامد مورد استفاده در صنعت پتروشیمی هستند خواص منحصر بفرد زئولیت ها از جمله شکل، قابلیت تبادل یونی پایداری بالا ، قابلیت تولید را دارند.
کاربرد های کاملا متفاوت زئولیت ها :
-- حفظ و نگهداری در کنار پایداری محیط زیست و زندگی انسان وجانداران
--کاهش موارد مسمومیت زا همچنین افزایش استاندارد وضعیت تغذیه عمومی
--ایمنی بیشتر برای جانداران وحیوانات در کنار انسانها در مزرعه ،
--جداسازی مولکولها و سلولهای مختلف سرطانزا از نمونه های سالم
--طراحی ساخت حسگرهای زیست محیطی در تشخیص بیماریهای صعب العلاج
--طراحی و ساخت رادیکال پاکسازیدر کنار بافت و پوشش های مواد زیستی برتر
--جزء اصلی داربست بافت استخوان در ترمیم استخوان های آسیب دیده
-- انتقال اکسیژن کافی به سلول ها
-- مخازن اکسیژن و بهبود سریع تر و موثر تر زخم