近廿年來合成沸石分子篩已在科研和生產(chǎn)領(lǐng)域中廣泛利用，天然沸石的化工利用尚處于初期階段。但是，隨著世界天然沸石資源的大量發(fā)現(xiàn)，開發(fā)利用也日益發(fā)展，在某些領(lǐng)域用天然沸石代替合成沸石，在原料來源與生產(chǎn)成本方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。如合成高硅八面沸石的水凝膠法需要價(jià)昂的硅溶膠原料，且晶化時(shí)間長，限制了生產(chǎn)。如能用豐富而價(jià)廉的改型天然沸石代之，對于資源利用和現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展將是有利的。

我國有豐富的Clinoptilolite，應(yīng)當(dāng)加以利用。目前世界上斜發(fā)沸石化工利用研究的途徑，可概分為兩個(gè)方面其一為直接利用。將斜發(fā)沸石原礦或改性產(chǎn)品用作吸附劑或催化劑；另一為改型利用。因?yàn)樾卑l(fā)沸石比表面積小，孔徑小，直接利用時(shí)尚需解決不少問題，因此將斜發(fā)沸石改型成為八面沸石或類Y型沸石（以下簡稱TNZ-Y)。它們具有近乎合成八面沸石的性能，所得晶粒較小是一個(gè)顯著特點(diǎn)，可以作為吸附劑、催化劑或載體的原材料。由于合成八面沸石在化工、煉油等工業(yè)中已取得顯著的成果，故TNZ-Y的潛在用途是很有希望的。近年來日本與美國都在這方面開展研究。改型方法中有常壓法及加壓法堿法和鹽堿法等。本文系采用常壓鹽堿法，將浙江縉云天然沸石改型成為TNZ-Y，用正交法優(yōu)選出最佳改型條件，并測定其基本物性，進(jìn)一步研究其吸附特性、酸度與活性等以及其改性產(chǎn)物的有關(guān)問題。

天然沸石改型的理論基礎(chǔ)

1.改型過程中沸石結(jié)構(gòu)的變化

從文獻(xiàn)資料看，斜發(fā)沸石改型成為八面沸石時(shí)，礦物的結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化，由單斜晶系變到立方晶系。晶胞常數(shù)由‰：7·45入，=17．85A：15·86人變?yōu)椤耄?4·65?,晶體結(jié)構(gòu)格架或單元從主要含五元環(huán)變?yōu)樗募傲h(huán)等硅鋁比則從10一11變化到x型的2·5、Y型的3一6（分子比），下降十分明顯。平均孔徑約從4A變化到7A左右。

2.沸石改型機(jī)理

這方面的研究還很少。關(guān)于斜發(fā)沸石在堿液中再結(jié)晶時(shí)的相變化曾有報(bào)導(dǎo)。它表明改型機(jī)理與Zeolite合成有類似之處。這種改型過程也是鋁硅酸鹽陰離子骨架再形成過程，與沸石合成的兩種學(xué)說之一的膠團(tuán)解聚說較為相近。在Na0H和NaCl的水溶液中，固相晶態(tài)的斜發(fā)沸石原礦軟化，受到基本結(jié)構(gòu)單元（如四元環(huán)、六元壞），如圖1所示。它們圍繞在助催化劑鹽的水合陽離子的外層，進(jìn)行重排而形成一定晶核所需的多面體（如截角八面體）。在改型產(chǎn)物中，可以得到方鈉石，說明了這種多面體的存在。它們進(jìn)一步聯(lián)結(jié)成為有序晶體結(jié)構(gòu)，晶核也進(jìn)一步生長，成為八面沸石晶體。

在合成沸石時(shí)人們曾得出結(jié)論，當(dāng)喊液濃度較低時(shí)（<2N），容易生成p型沸石；水除了使各種離子發(fā)生水合作用而羥基化，加速反應(yīng)外，水的溶解能力利于各組份的遷移、混合、重排及晶核生長。同時(shí)，水對于控制堿度及隱定骨架結(jié)構(gòu)也都有重要作用。

因此，在斜發(fā)沸石的改型過程中，堿、助劑和水的用量（用Na2O/SiO2，NazO/A12O3，及H2O/NaO表之）都是重要的參數(shù)，必須選擇適當(dāng)。