ゼオライト
ゼオライトはその細孔内に形状選択的に分子を取り込み、反応させることができるため、触媒として多方面に利用されている。特にプロトン (H) でイオン交換されたゼオライトは固体酸として用いることができ、極めて有用である。
FAU型ゼオライトは石油化学における流動接触分解に用いられており、400°C以上で重質な炭化水素をクラッキングし、プロピレン、ブテンなどの軽質オレフィンに変換する事ができる。また、ZSM-5はメタノールからガソリンの合成に用いられる。
また、銅イオン (Cu) や鉄イオン (Fe or Fe) でイオン交換されたゼオライトはディーゼル排気中に含まれるNOxを分解・除去するための触媒として利用される。
ツョルトナー沸石 (tschörtnerite) - Ca 4 ( K 2 , Ca , Sr , Ba ) 3 Cu 3 ( OH ) 8 [ Al 12 Si 12 O 48 ] ⋅ n H 2 O , n ∼ 20 {\displaystyle {\ce {Ca4(K2,Ca,Sr,Ba)3Cu3(OH)8[Al12Si12O48].{\it {n}}H2O,{\it {n}}\sim 20}}} 、等軸
ワイラケ沸石 (wairakite) - Ca [ Al 2 Si 4 O 12 ] ⋅ 2 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca[Al2Si4O12].2H2O}}} 、単斜・正方
ヴァイネベーネ石 (weinebeneite) - Ca [ Be 3 ( PO 4 ) 2 ( OH ) 2 ] ⋅ 4 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca[Be3(PO4)2(OH)2].4H2O}}} 、単斜
ウィルヘンダーソン沸石 (willhendersonite) - KxCa ( 1 ⋅ 5 − 0 ⋅ 5 x ) [ Al 3 Si 3 O 12 ] ⋅ 5 H 2 O , where 0 < x < 1 {\displaystyle {\ce {KxCa_{(1.5-0.5x)}[Al3Si3O12].5H2O, where\ 0<x<1}}} 、三斜
湯河原沸石 (yugawaralite) - Ca [ Al 2 Si 6 O 16 ] ⋅ 4 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca[Al2Si6O16].4H2O}}} 、単斜・三斜
パーリアル沸石 (perlialite) - K 9 Na ( Ca , Sr ) [ Al 12 Si 24 O 72 ] ⋅ 15 H 2 O {\displaystyle {\ce {K9Na(Ca,Sr)[Al12Si24O72].15H2O}}} 、六方
十字沸石 (phillipsite)(※系列名) - ( K , Na , Ca 0 ⋅ 5 , Ba 0 ⋅ 5 ) x [ Al x Si 16 − x O 32 ] ⋅ 12 H 2 O {\displaystyle {\ce {(K,Na,Ca_{0.5},Ba_{0.5})_{x}[Al_{x}Si_{16-x}O32].12H2O}}} 、単斜 ソーダ十字沸石 (phillipsite-Na) カリ十字沸石 (phillipsite-K) 灰十字沸石 (phillipsite-Ca)
ポルクス石 (pollucite) - ( Cs , Na ) [ AlSi 2 O 6 ] ⋅ n H 2 O , where ( Cs + n ) = 1 {\displaystyle {\ce {(Cs,Na)[AlSi2O6].{\it {n}}H2O,where({Cs}+{\it {n}})=1}}} 、等軸
ロッジァン石 (roggianite) - Ca 2 [ Be ( OH ) 2 Al 2 Si 4 O 13 ] ⋅ {\displaystyle {\ce {Ca2[Be(OH)2Al2Si4O13].}}} 2.5 H 2 O {\displaystyle {\rm {2.
2018年12月の時点で、245種類のゼオライトまたはその類似物質の骨格構造が知られており、このうち200近くは人工的にしか合成できないものである。それぞれの骨格構造に対して、国際ゼオライト学会 (International Zeolite Association, IZA) により3文字コードが与えられる。例えば主要なモレキュラーシーブである3A、4A、5AはいずれもLTA (Linde Type A) 型である。また市販されている天然ゼオライトのほとんどはMOR型、HEU型またはANA型である。
ゼオライトを始めとするシリケート材料の環状構造の表記例を右上図に示す。中央の図が一般的な構造式を用いた書き方である。左の図はSiO2四面体構造を強調した書き方である。酸素原子同士を結ぶと酸素の4員環ができる (青太線)。実際、このような環状部分構造を酸素4員環または単に4員環と呼ぶ。右の図はSi原子同士を繋げた4員環の表し方であり、骨格のトポロジーの表現を重視した書き方であり最も用いられる。
5\ H_{2}O}}} 、正方
スコレス沸石 (scolecite) - Ca [ Al 2 Si 3 O 10 ] ⋅ 3 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca[Al2Si3O10].3H2O}}} 、単斜
ステラ沸石 (stellerite) - Ca [ Al 2 Si 7 O 18 ] ⋅ 7 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca[Al2Si7O18].7H2O}}} 、斜方
束沸石 (stilbite)(※系列名) - ( Ca 0 ⋅ 5 , Na , K ) 9 [ Al 9 Si 27 O 72 ] ⋅ 28 H 2 O {\displaystyle {\ce {(Ca_{0.5},Na,K)9[Al9Si27O72].28H2O}}} 、単斜 灰束沸石 (stilbite-Ca) ソーダ束沸石 (stilbite-Na)
テラノヴァ沸石 (terranovaite) - NaCa [ Al 3 Si 17 O 40 ] ⋅ 7 H 2 O {\displaystyle {\ce {NaCa[Al3Si17O40].7H2O}}} 、斜方
トムソン沸石 (thomsonite) - Ca 2 Na [ Al 5 Si 5 O 20 ] ⋅ 6 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca2Na[Al5Si5O20].6H2O}}} 、斜方
ツァーニック沸石 (tschernichite) - Ca [ Al 2 Si 6 O 16 ] ⋅ ∼ 8 H 2 O {\displaystyle {\ce {Ca[Al2Si6O16].\sim 8H2O}}} 、正方
ゼオライト(沸石 (ふっせき)、zeolite)とはミクロ多孔性の結晶性アルミノケイ酸塩であり、細孔径は0.3~1 nmである。分子ふるい、イオン交換材料、触媒および吸着材料として利用され、工業的に重要な物質である。組成式はMn+1/n(AlO2)(SiO2)x・yH2Oで表される。天然に存在する鉱物グループでもあるが、現在では自然界から採掘されるもの以外に様々な構造および物性を持つゼオライトが工業的に合成されている。