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在这种四面体中,中心是硅(或铝)原子,每个硅(或铝)原子的周围有4个氧原子,各个硅氧四面体通过处于四面体顶点的氧原子互相连接起来,形成所谓的巨大分子。其中在铝氧四面体中由于1个氧原子的价电子没有得到中和,使得整个铝氧四面体带有1个负电荷,为保持电中性,附近要有1个带正电荷的金属阳离子(M+)来抵消极性(通常是碱金属或碱土金属离子)。这些阳离子和铝硅酸盐结合相当弱,具有很大的流动性,易和周围水溶液中的阳离子发生交换作用,交换后的沸石结构不被破坏。沸石的这种结构决定了它具有离子交换性。沸石具有空旷的骨架结构,晶穴体积约为总体积的40%~50%,独特的晶体结构使其具有大量均匀的孔,孔径大多在1nm以下。
即KaB=(A)znA(Bn)nB/(B)znB(An)nA,式中(An),(Bn)表示阳离子A及B在平衡溶液中当量浓度;(A)z,(B)z表示阳离子A及B在沸石上的当量部分;nA,nB表示在A及B的交换反应化学方程式中A及B的克分子数。沸石有特定的阳离子交换顺序,通常斜发沸石的阳离子交换顺序为:Cs+>Rb+>NH4+>K+>Na+>Li+>Ba2>Sr3+>Ca2+>Mg2+。常规强酸性树脂的阳离子选择顺序为[7]:Fe3+>Ca2+>Mg2+>K+>NH4+>Na+>H+>Li+。在干扰阳离子特别是水中有Ca2+、Mg2+存在时。
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