Die Bezeichnung „Zeolith“ wurde im Jahre 1756 von dem schwedischen Amateurmineralogen A. F. VON CRONSTEDT geprägt. Er hatte beobachtet, dass bestimmte Mineralien beim Erhitzen sehr viel Wasser abgeben und scheinbar sieden. Er nannte sie daher Siedesteine, griechisch Zeolithe.
„Zeolith“ ist heute eine Sammelbezeichnung für kristalline Metall-Alumo-Silikate mit der allgemeinen Formel:
x [(M I, M II ) AlO2 ] y SiO2 z H2O mit:
M I
Alkalimetall-Kation, z. B.:
Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Fr+
M II
Erdalkalimetall-Kation, z. B.:
Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+
Zeolithe sind gekennzeichnet durch eine große innere Oberfläche von über 1000 m²/g, starke elektrostatische Felder im Kristallgitter und durch ein spezifisches Schüttgewicht von ca. 750 kg/m³. Ihre wichtigste Eigenschaft besteht darin, reversibel dehydratisiert werden zu können. Dabei bleibt ihr Gittergerüst auch nach mehreren Tausend Zyklen unverändert, so lange Druck und Temperaturen gewisse Grenzwerte nicht überschreiten.
Zeolithe sind ungiftig, unbrennbar, kommen in großen Mengen in der Natur vor und sind daher umweltverträglich. Es sind etwa 40 natürliche und über 140 synthetische Zeolithe bekannt.
Seit Anfang der 50er Jahre werden viele Zeolith-Typen von der chemischen Industrie großindustriell synthetisiert und vielfach verwendet z.B. als:
kostengünstiger Wasserweichmacher in Waschmitteln (Ionenaustauscher)
Katalysatoren in Crackprozessen,
als Papierfüllstoff und
als Luftentfeuchter für Kühl- und Gefriergeräte, Schränke, Autos, Doppelglasfenster etc.
Bild: Zeolith-Formkörper
Neben dem Zeolithpulver gibt es Kugel- und Stäbchenformen. Die Zeo-Tech hat für Ihre Adsorptionsaggregate auch eigene Formkörper entwickelt.
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Die Struktur von Zeolith
Die primären Baugruppen aller Zeolithe sind (SiO4)- und (AlO4)- Tetraeder.
Bild: Aufbau des A-Zeoliths
Die (AlO4)-Tetraeder weisen jeweils eine negative Ladung im Gitter auf, die durch Metall-Kationen, z.B. Natrium, ausgeglichen werden muss. Durch Verknüpfen der primären Baugruppen ergeben sich sekundäre Baugruppen. Mehrere sekundäre Baugruppen ordnen sich zu tertiären Bau-gruppen zusammen. In der Abbildung handelt es sich dabei um einen Kubooktaeder. Wiederum mehrere tertiäre Baugruppen bilden, verbunden durch quaderförmig dargestellte Sauerstoffbrücken, einen Kristallkörper, in dessen Innerem ein Hohlraum mit definiertem Porendurchmesser und großem Volumen entsteht.
Die innere Oberfläche des in der Abbildung dargestellten Zeolith-Kristalls beträgt ca. 1000 m²/g, der Porendurchmesser 0,4 nm und das spezifische Porenvolumen ungefähr 0,47 cm³/cm³
