Ζεόλιθοι ιδιότητες και χρήσεις

Ζεόλιθοι ιδιότητες και χρήσεις




molecular structure of a zeolite


Σύμφωνα με έρευνες που έχουν πραγματοποιηθεί κυρίως στο εξωτερικό αλλά και στη
χώρα μας -από το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης- οι ζεόλιθοι μπορούν να
βρουν αρκετές εφαρμογές, λόγω των ξεχωριστών ιδιοτήτων τους.
Έτσι, λοιπόν, οι ζεόλιθοι:
Στη Χημεία: Μπορούν επιλεκτικά να απορροφήσουν ιόντα που εγκαθιστούν στις δομικές κοιλότητές τους (μοριακά κόσκινα). Μερικοί ζεόλιθοι χρησιμοποιούνται ως μοριακά κόσκινα για να αφαιρέσουν προσμίξεις ύδατος και νιτρικών από το φυσικό αέριο.
Στη Βιομηχανία καταλυτών: Μπορούν να δεσμεύσουν μεγάλα μόρια και να τα
βοηθήσουν να σπάσουν σε μικρότερα κομμάτια. Οι ζεόλιθοι χρησιμοποιούνται για να βοηθήσουν στην διάσπαση μεγάλων οργανικών μορίων που βρίσκονται στο πετρέλαιο σε μικρότερα μόρια που αποτελούν τη βενζίνη, μια διαδικασία αποκαλούμενη καταλυτική διάσπαση.

Στα Φίλτρα: 

Μπορούν να αλληλεπιδράσουν με το ύδωρ για να απορροφήσουν ή να
απελευθερώσουν ιόντα (ιοντική ανταλλαγή). Οι ζεόλιθοι χρησιμοποιούνται ως αποσκληρυντικά νερού, για να αφαιρέσουν ιόντα ασβεστίου, τα οποία αντιδρούν με το σαπούνι στον σχηματισμό αφρού. Το ύδωρ φιλτράρεται με ζεόλιθο φέροντα νάτριο, ο οποίος απορροφά το ασβέστιο και απελευθερώνει ιόντα νατρίου στο ύδωρ.Όταν ο ζεόλιθος δεν μπορεί να απορροφήσει άλλο ασβέστιο, μπορεί να αναγεννηθεί με ξέπλυμά του με άλμη (ένα κορεσμένο διάλυμα χλωριούχου νατρίου), η οποία αποβάλλει τα ιόντα ασβεστίου και τα αντικαθιστά με νάτριο.

Στο Περιβάλλον: 

Οι ζεόλιθοι συμβάλλουν σε ένα καθαρότερο και ασφαλέστερο περιβάλλον με πολλούς τρόπους. Χρησιμοποιούνται στον εμπλουτισμό της ατμόσφαιρας σε οξυγόνο λόγω της εκλεκτικής ικανότητας των ζεόλιθων να απορροφούν το άζωτο από την ατμόσφαιρα.

 Στα απορρυπαντικά σκόνης, οι ζεόλιθοι αντικαθιστούν τα επιβλαβή φωσφορικά άλατα μειώνοντας έτσι το πρόβλημα της ρύπανσης και του ευτροφισμού των θαλασσών.
Με την προσθήκη τους στο πλύσιμο -σε κατάλληλη μορφή- μπορεί να μειώσουν την ποσότητα του
απορρυπαντικού έως και 70% και να εξαλείψουν την ανάγκη μαλακτικού. Αυξάνουν τη
διάρκεια ζωής των υφασμάτων και μειώνουν τις πιθανές αλλεργίες που προκαλούν οι
χημικές ουσίες των απορρυπαντικών.
Σαν στερεά οξέα, οι ζεόλιθοι μειώνουν την ανάγκη σε διαβρωτικά υγρά οξέα.
Ως οξειδοαναγωγικοί καταλύτες, μπορούν να αφαιρέσουν τους ατμοσφαιρικούς ρύπους, όπως τα αέρια μηχανών και τα CFCs που προκαλούν την μείωση του όζοντος. Χρησιμοποιούνται στο διαχωρισμό των επιβλαβών οργανικών ουσιών από το ύδωρ, και στην αφαίρεση των ιόντων βαρέων μετάλλων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που παράγονται από την πυρηνική διάσπαση, από το νερό. Χρησιμοποιούνται επίσης στην αποθήκευση ηλιακής ενέργειας, καθώς και ως υλικά καθαρισμού λυμάτων, εφόσον ο κλινοπτιλόλιθος χρησιμοποιείται για να καθαρίσει τα ιόντα αμμωνίου (NH4+) από τα αστικά λύματα και τα γεωργικά απόβλητα. Επίσης, βοηθάνε στον έλεγχο των οσμών -κυρίως αμμωνίας και υδροθείου-σε χώρους συντήρησης και αποθήκευσης τροφίμων, σε
κτηνοτροφικές μονάδες και ιχθυοκαλλιέργειες.
Η προσθήκη ζεόλιθου σε λίμνες αλλά και σε άλλους υδάτινους όγκους μπορεί να εμπλουτίσει το νερό σε οξυγόνο και μειώνει το φαινόμενο του ευτροφισμού. Παράλληλα, βοηθάει στην ανάπτυξη και τον πολλαπλασιασμό πολλών υδρόβιων οργανισμών.
Στην ταφή ραδιενεργών αποβλήτων: Στις πυρηνικές εγκαταστάσεις Hanford στο
Richland, της Ουάσιγκτον, ραδιενεργό στρόντιο-90 (Sr 90) και καίσιο-137 (καίσιο 137) έχουν αφαιρεθεί από διαλύματα ραδιενεργών αποβλήτων με το πέρασμά τους από δεξαμενές φυσικού ζεολίθου κλινοπτιλόλιθου.
Ζεόλιθοι επίσης έχουν χρησιμοποιηθεί για να καθαρίσουν ραδιενεργά απόβλητα από τις πυρηνικές
εγκαταστάσεις του Three Mile Island και αλλού.
Το διοξείδιο του θείου (SO2) είναι ένας ρύπος που παράγεται με το κάψιμο του άνθρακα υψηλής περιεκτικότητας σε θείο. Είναι μια σημαντική αιτία της όξινης βροχής.
Οι φυσικοί ζεόλιθοι είναι τα αποτελεσματικότερα φίλτρα που έχουν βρεθεί για την απορρόφηση του διοξειδίου του θείου από τα αέρια αποβλήτων. Δεδομένου ότι οι προσπάθειες να βελτιωθεί η ατμοσφαιρική ποιότητα συνεχίζονται, οι ζεόλιθοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να βοηθήσουν να καθαρίσουν τα αέρια από τις εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας που καίνε άνθρακα
υψηλής περιεκτικότητας θείου.

Στα Τρόφιμα: 


Οι ζεόλιθοι χρησιμοποιούνται επίσης στην υδρογόνωση των φυτικών ελαίων και σε πολλές άλλες βιομηχανικές διαδικασίες που περιλαμβάνουν οργανικές ενώσεις. Πιο συγκεκριμένα στη διατροφή ζωών η πρώτη χρήση του ζεόλιθου ήταν ως ζωοτροφή στην Ιαπωνία, 1968, ως προσθετικό.
Στην διατροφή των ζώων γενικά τα αποτελέσματα είναι από καλά έως άριστα. Τα ζώα παρουσιάζουν γρήγορη ανάπτυξη ευρωστία και μειώνονται οι πιθανότητες ασθένειας ή θανάτου.
Επιτυγχάνεται καλύτερη αφομοίωση θρεπτικών και αποδοτικότητα τροφής, μείωση των αμμωνιακών
ριζών στο κυκλοφορικό, που δεσμεύονται από τον ζεόλιθο και σταδιακά αποβάλλονται, με αποτέλεσμα την καλύτερη μετατροπή του αζώτου της τροφής σε ζωική πρωτεΐνη.
Χρησιμοποιούνται επίσης στις ιχθυοκαλλιέργειες και τις μυδοκαλλιέργειες.
 Επίσης, ο ζεόλιθος αναμεμειγμένος με άμμο στα δοχεία των μικρών κατοικίδιων απορροφά τις οσμές.


Στην Ιατρική: 


Ο κλινοπτιλόλιθος διεγείρει (προκαλεί) την παραγωγή αντισωμάτων
με επακόλουθη την αναστολή της εκδήλωσης ορισμένων ασθενειών. Μειώνει τα 19
αμμωνιακά επίπεδα στο αίμα. Απομακρύνει τις τοξικές ουσίες από τον οργανισμό.
Απομακρύνει τις αφλατοξίνες που εισάγονται στον οργανισμό από την κατανάλωση
αλλοιωμένων τροφίμων. Έχει αντιδιαρροϊκή και αντιεντεροτοξική δράση. Παρουσιάζει αντιβακτηριακή δράση, αντικαρκινική και αντιϊκή δράση. Φυσικά πυριτικά ορυκτά, συμπεριλαμβανομένου του κλινοπτιλολίθου, έχει αποδειχθεί ότι παρουσιάζουν διάφορες βιολογικές δράσεις και έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς ως βοηθητικά εμβολίων αλλά και στην θεραπεία της διάρροιας. Μια νέα χρήση πολύ λεπτόκοκκου ζεολίθου κλινοπτιλολίθου είναι η πιθανή βοηθητική
του δράση στην αντικαρκινική θεραπεία. Η εφαρμογή κλινοπτιλολίθου σε αυτή την μορφή σε ποντίκια
και σκύλους που πάσχουν από ποικίλους τύπους όγκων οδήγησε στη βελτίωση στη γενική κατάσταση της υγείας τους, επέκταση της διάρκειας ζωής τους, και τη μείωση στο μέγεθος των καρκινικών όγκων. Τοπική εφαρμογή του κλινοπτιλολίθου σε καρκίνους δέρματος των σκύλων μείωσε αποτελεσματικά τον όγκο και την έκτασή τους.
 Επιπλέον, μελέτες τοξικολογίας στα ποντίκια και τους αρουραίους κατέδειξαν ότι η εφαρμογή αυτή δεν έχει αρνητικές επιδράσεις.
Εργαστηριακές μελέτες σε ιστοκαλλιέργειες έδειξαν ότι ο λεπτόκοκκος κλινοπτιλόλιθος
εμποδίζει την πρωτεϊνική κινάση B, προκαλεί την δράση αντικαρκινικών πρωτεϊνών, και
μπλοκάρει την αύξηση διάφορων καρκινικών κυττάρων.

Είναι αξιοσημείωτο ότι ο κλινοπτιλόλιθος θεωρείται φυσικός αποτοξινωτής του οργανισμού μας, καθώς:

1. Εγκλωβίζει τις ελεύθερες ρίζες μην αφήνοντας να ενεργήσουν, λειτουργώντας ως ισχυρό αντιοξειδωτικό και έτσι, μπορεί να δώσει σημαντική βοήθεια σε προβληματικά κύτταρα.
2. Βοηθά στην εξάλειψη των βαρέων μετάλλων, ιδίως του μόλυβδου, υδράργυρου, καδμίου, αρσενικού, αλουμινίου, κασσίτερου και του σιδήρου, χωρίς να αφαιρεί τα υγιή ιόντα και μέταλλα. Επίσης, προσροφά τα ραδιενεργά μέταλλα όπως του καισίου και στροντίου-90, τα φυτοφάρμακα, τα ζιζανιοκτόνα, καθώς και άλλες τοξίνες από το σώμα, ουσίες που ενοχοποιούνται για την εμφάνιση πολλών προβλημάτων υγείας. Κι αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό αν αναλογιστεί κανείς ότι αυτή τη στιγμή υπάρχουν περί τις 100.000 χημικές ουσίες γύρω μας (από τα φυτοφάρμακα στα τρόφιμα, το νερό που πίνουμε, τα αέρα που αναπνέουμε κ.ά.)
3. Τείνει να παγιδέψει τα αλλεργιογόνα από την κυκλοφορία του αίματος και την πεπτική οδό προτού να μπορέσει το σώμα να αντιδράσει, μειώνοντας κατά συνέπεια τα συμπτώματα από τα διάφορα τρόφιμα και τις περιβαλλοντικές αλλεργίες.
4. Ίσως να βελτιώνει την ηπατική λειτουργία με την εξάλειψη των φυτοφαρμάκων και ζιζανιοκτόνων από το σώμα.
5. Αποτελεί ένα ισχυρό αντιϊικό φυσικό προϊόν. Μάλιστα σε περιπτώσεις έρπητα ζωστήρα τα αποτελέσματα είναι εξαιρετικά. Επίσης προκαταρκτικές μελέτες δείχνουν ότι μπορεί να ανακουφίσει τη ρευματοειδή αρθρίτιδα, την σκλήρυνση κατά πλάκας, την ηπατίτιδα C, καθώς και το κοινό κρυολόγημα ή 20 την γρίπη. Δημιουργεί μια φυσική ασπίδα στον οργανισμό με τη δημιουργία ενός άριστου επιπέδου pH (μεταξύ 7,35 και 7,45), η οποία με τη σειρά της ενεργοποιεί την υγιή λειτουργία του εγκεφάλου και ταυτόχρονα ένα ισχυρό ανοσοποιητικό σύστημα, ενώ παράλληλα δρα σαν άριστο φυσικό ισοτονικό.
6. Σύμφωνα με μαρτυρίες, ο ζεόλιθος δημιουργεί μια αίσθηση ευεξίας και ευφορίας κυρίως λόγω της εξάλειψης των τοξινών, ενώ σύμφωνα με προκαταρκτική έρευνα φαίνεται να συμβάλλει στην αύξηση της παραγωγής σεροτονίνης από τον οργανισμό.
7. Φαίνεται να έχει θετική συνδρομή στην οισοφαγική παλινδρόμηση και την καούρα και να βοηθά στη βελτίωση της λειτουργία ζωτικών οργάνων, επειδή αυτά δεν επιβαρύνονται. Αυξάνει την ενέργεια και βελτιώνει την απορρόφηση των θρεπτικών ουσιών από τον πεπτικό σωλήνα.
8. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί από όλους, καθώς δεσμεύει και αποβάλλει πολλές βλαβερές ουσίες που εισβάλουν στον οργανισμό μέσω της τροφής, του νερού και του αέρα.
9. Επίσης, είναι πολύτιμος σύμμαχος στις δίαιτες αδυνατίσματος, καθώς παρουσιάζει την ικανότητα να δεσμεύει τα παραπροϊόντα του μεταβολισμού και τα βαρέα μέταλλα που απελευθερώνονται από τη λιπόλυση αλλά και το κάψιμο του λίπους, με συνέπεια αυτά να μην παραμένουν στον οργανισμό, αλλά να αποβάλλονται αποτελεσματικότερα. Είναι εξαιρετικά ασφαλής και μη τοξικός, τα ίχνη του εξαλείφονται εντελώς από το σώμα μέσα σε 6 με 8 ώρες χωρίς να αφήνει κανένα κατάλοιπο, δεν έχει καμία γεύση ή οσμή και μπορεί να λαμβάνεται με άδειο στομάχι, παρουσιάζοντας μηδαμινές παρενέργειες που αντιμετωπίζονται με διακοπή της χρήσης για μερικές ημέρες ή με μείωση της ποσότητας .

Οικοδομική χρήση: 


Στην οικοδομική, τόσο ως δομικοί λίθοι όσο και στην παραγωγή τσιμέντων, ως υποκαταστάτες του περλίτη και της κίσσηρης. Στην κατασκευή των συμπιεσμένων σανίδων, σαν υλικό πλήρωσης. 

  • Στην κατασκευή ελαφρών τούβλων μεγάλης αντοχής
  • Στη βιομηχανία λιπαντικών
  • Ως αποξηραντικά και απορροφητικά υλικά.
  • Στη χαρτοβιομηχανία ως πληρωτικό υλικό σε αντικατάσταση των αργίλων
  • Στη φυτική παραγωγή, στις αγροκαλλιέργειες, για τη βελτίωση της απόδοσης του εδάφους.
  • Στην βιομηχανία λιπασμάτων.
  • Στην υδροπονία
  • Στην απορρύπανση εδαφών




Είδη  ζεολίθων 

Έχουν αναγνωριστεί πάνω από 50 είδη ζεολίθων στη φύση και άλλα 100 περίπου έχουν παρασκευαστεί στο εργαστήριο. Μερικά είδη είναι τα εξής:
Ανάλκιμος, Χαβαζίτης, Κλινοπτιλόλιθος, Εριονίτης, Χιουλανδίτης, Μορντενίτης,
Νατρόλιθος, Φιλιπσίτης, Σκολεσίτης, Στελλερίτης.


Ιδιότητες ζεόλιθου 

Οι ζεόλιθοι χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες ιδιότητες:1. Ενυδάτωση υψηλού βαθμού2. Μικρή πυκνότητα και μεγάλο κενό όγκο, κατά την ενυδάτωση3. Σταθερότητα κρυσταλλικής δομής4. Μεγάλη ιοντοανταλλακτική ικανότητα5. Ομοιομορφία διαύλων μοριακού μεγέθους6. Ικανότητα προσρόφησης (αερίων και ατμών)7. Ικανότητα κατάλυσης

Ικανότητα προσρόφησης



Οι ζεόλιθοι βρίσκουν ευρεία εφαρμογή ως προσροφητικά υλικά.Τα μόρια H2O πληρούν τα κενά του πλέγματος και σχηματίζουν υδάτινεςσφαίρες γύρω από τα ανταλλάξιμα κατιόντα. Όταν το H2O απομακρυνθεί, προσροφώνταιεπιλεκτικά, από τα άδεια κανάλια, μόρια μικρής διαμέτρου, ενώτα μεγαλύτερου μεγέθους μόρια εκδιώκονται. Αυτή η ιδιότητα των ζεόλιθων, που επιτρέπει σε μια μεγάλη ποικιλία υλικών να δεσμεύονται, τους δίνει τον χαρακτηρισμό “μοριακά κόσκινα”.Η ικανότητα των ζεόλιθων για προσρόφηση, εξαρτάται, κύρια, από το εύρος των διαύλων και είναι συνάρτηση του αριθμού των ατόμων οξυγόνου (6, 8, 10 ή 12), που οριοθετούν το εύρος αυτό. Έτσι, ζεόλιθοι, των οποίων οι δακτύλιοι αποτελούνται από 8-12 τετράεδρα, είναι δυνατό να προσροφήσουν εκτός από τα απλά κατιόντα και οργανικά μόρια. Η ικανότητά τους αυτή προσδιορίζεται από την ποσότητα του περιεχόμενου H2O, όταν οι ζεόλιθοι είναι πλήρως ενυδατωμένοι. Σε μερικούς ζεόλιθους ο όγκος αυτών των διαύλων, ο οποίος περιέχει H2O, μπορεί να φτάσει και 50% του συνολικού τους όγκου.




Aπόσπασμα από την εξαιρετική διπλωματική εργασία της Μαρίας Παπαϊωάννου που δημοσιεύθηκε το 2012.


Περισσότερα Εδώ


ΕΔΩ ΟΛΟΚΛΗΡΗ Η ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΕ ΑΡΧΕΙΟ ACROBAT.

Δημοφιλείς δημοσιεύσεις

ΚΛΗΜΑΤΑ - ΑΜΠΕΛΙ

Κέντρισμα, μεταμόσχευση φυτών

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΒΟΤΑΝΩΝ ΚΡΗΤΗΣ