Цеолит природный что это такое: Цеолит — ZEOCEM

Цеолит — ZEOCEM

В процессе развития Земли природа дала нам ценный дар – цеолит (клиноптилолит). Это горная порода с исключительными физическими свойствами, которые определяются особенностями ее кристаллической структуры.

Возникновение

В течение нескольких миллионов лет под воздействием высоких температур и высокого давления на осажденные слои вулканического пепла происходили физические и химические изменения, которые обеспечили возникновение гетерогенной группы цеолитов, в которым относится и клиноптилолит. Клиноптилолит относится к цеолитной группе гейландита.

Использование

Природный цеолит – начало использования цеолитов датируется 50-ыми годами прошлого века, когда свойства этого природного материала были впервые подробно исследованы. Компания Zeocem, a.s. г. Быстре, владеет правами на проведение добычи в карьере минерала клиноптилолит, принадлежащего к большой группе цеолитов. Карьер находится в области Нижни Грабовец на востоке Словакии. Запасы залежей и чистота этого месторождения делают его уникальным в мировом масштабе. Способ добычи, используемый в карьере, отвечает современным требованиям и в максимально возможной мере обеспечивает охрану окружающей среды.

Структура

Структура клиноптилолита создана трехмерной решеткой. Она состоит из кремнекислых тетраэдров (SiO₄)^4- взаимно соединенныхатомами кислорода, причем часть атомов кремния замещена атомами алюминия (AlO₄)^5- Таким образом, создается характеристическая пространственная конструкция, отличающаяся значительным количеством пор, которые, соединяясь между собой, создают малые, в которых находятся катионы металлов, или молекулы воды. Общий объем этих пор составляет  24 – 32 %.

Применение

Клиноптилолит – цеолит находит свое широкое применение в сельском хозяйстве, животноводстве, строительстве, при охране окружающей среды, в процессах водоочистки и очистки продуктов сгорания и в различных отрослях промышленности.

Свойства цеолита и его использование

Широкие возможности использования вытекают, прежде всего, из следующих специфических физико-химических свойств цеолита:

• интенсивный ионный обмен и селективность
• обратимая гидратация и дегидратация
• исключительно высокая способность поглощения газов
• высокая температурная стойкость
• стойкость к воздействию агрессивных сред

Механизм воздействия свойств цеолита

Oбратимая гидратация и дегидратация

Oдним из шагов обработки клиноптилолита на производственном предприятии Zeocem a.s. является его сушка при оптимальной температуре. При этом происходит устранение свободной и связанной воды из кристаллической решетки, которая затем повторно вытягивается при контакте с материалами, как, например, складируемые зерновые и фураж, подстилки для домашних животных, в мусоросжигательных установках для предупреждения конденсации продуктов сгорания и т.п. Таким образом, клиноптилолит при низкой дозировке стабилизирует влажность в определенном объеме и препятствует возникновению неблагоприятного воздействия воды.

Ионный обмен

Структура решетки позволяет, чтобы клиноптилолит работал как ионообменный фильтр и избирательный адсорбент. Адсорбция и обмен ионов зависит от их заряда и величины. Чем больше величина иона соответствует размеру  поров на входе в решетку клиноптилолита, тем легче они будут улавливаться и задерживаться решеткой. Диаметр пор на входе составляет приблизительно 4 ангстрема, что соответствует диаметру ионов аммония NH₄⁺, H₂O, ¹³⁴Cs и ¹³⁷Cs. Эти вещества характеризуются максимальной склонностью к созданию связей с клиноптилолитом, который, однако, действует как избирательный адсорбент по отношению к широкой шкале вредных веществ.

Aдсорбция

Клиноптилолит адсорбирует: аммиак, тяжелые металлы, радионуклиды, пахнущие газы, воду.

Micro 20

Micro 50

Micro 200

0 — 0,2

0 — 1

0,2 — 1

0,5 — 1

0,7 — 1,2

1 — 2,5

1 — 5

2,5 — 5

4 — 8

8 — 16

16 — 32

что это такое, польза и вред и как применяют в медицине?

Цеолит — удивительный минерал, история которого впервые была описана более 200 лет назад. Название переводится с греческого, как «кипящий камень». Такое имя цеолит получил благодаря такому качеству: если опустить минерал в воду, наверх поднимутся пузырьки воздуха. Сейчас в мире существует 40 природных и более 150 синтетических цеолитов.

Природный и синтетический цеолиты

Цеолит природный? Что же это такое? Образование этого природного вещества происходит путем соединения продуктов вулканической лавы и горной породы, которые распались на мелкие частицы под воздействием пара и газа, и прошли обработку соленой водой океана.

В результате природа создала светлый минерал различных перламутровых и матовых оттенков, который вобрал в себя многие элементы таблицы Менделеева. Виды цеолита разнообразны и получили большую популярность в мире. До недавнего времени этот камень занимал лишь достойное место в копилке у коллекционера. В промышленных масштабах их производство отлажено не было.

Его добывают во многих странах, всего работают около 1000 месторождений, где есть объемные залежи природного цеолита. В бывшем СССР таких предприятий насчитывалось более 20.

Самые крупные месторождения расположены в Японии, Украине, Закарпатье и Закавказье. Миоцен-плейстоценовые залежи находятся в США и в странах Восточной Африки.

Добывать их легко, так как они находятся не очень глубоко, а вот отделение кристаллов из породы — это трудоемкий процесс. К тому же затруднение вызывало то, что чаще всего в одном месте добывали цеолиты разных видов, и их применение в различных отраслях не представлялось возможным.

После того, как ученые открыли у цеолита ценные свойства, в середине 20 века в США стали производить синтетический минерал, который изготавливали следующим образом:

1. Подготавливали затравку (составляющая «бутанол»).
2. Приготавливали пульпу, в которую входили элементы кремния, алюминия, вода, щелочь, органические вещества.
3. Проводили гидротермальную кристаллизацию при температуре от 150-180 гр.
4. Получали синтетический цеолит.

В настоящее время в науке известно несколько способов изготовления этого минерала, в зависимости от того, для каких целей нужен цеолит.

Время не стоит на месте, и сегодня в основном в большинстве случаев используют цеолит синтетический.

Предприятия, которые его производят, заменили катионы щелочных и щелочноземельных металлов на ионы алкиламмония. Причем учеными созданы такие виды минералов, которых в природе не существует. Наиболее известны и нашли свое применение в различных отраслях промышленности, следующие минералы: морденит, шабазит, клиноптилолит, гейландит, филлипсит. Наибольшую ценность представляют собой те цеолиты, в составе которых повышено содержание активного вещества — клиноптилолита.

к оглавлению ↑

Свойства и применение камня

Какова же основная ценность минерала? В чем проявляются у цеолита его особенные свойства?

Как природные, так и синтетические, цеолиты нашли разностороннее применение во всех сферах жизни человека. И все это благодаря своим свойствам:

• минерал используют в качестве катализатора;
• это замечательный сорбент, так как он эффективно поглощает в себя тяжелые металлы, нитраты, пестициды, масла;
• выступая в качестве ионообменника, цеолит отдает ионы кальция и калия, забирая ионы токсинов;
• прогретый минерал образует молекулярное сито, которое очищает и обезвоживает продукты нефтяной промышленности.

Благодаря этим качествам, минералы способны поглощать радиацию. Особенный интерес к цеолитам возник после аварии в Чернобыле. Ликвидаторам аварии в качестве лекарства давали пить медицинский раствор цеолита. В результате у тех, кто принимал данное лекарство, симптомы поражения радиацией были выражены намного слабее.

И в 1988 году биологически активная добавка Литовит на основе цеолита, была признана самой лучшей для выведения стронция и цезия, которые попадают в организм в результате радиации.

Широкое применение цеолит получил в быту. Благодаря своим качествам, этот сорбент используется в качестве наполнителей для кошачьих туалетов и аквариумов, ароматизаторов и сухих духов. Практическую пользу цеолиты приносят, когда используются как поглотители запахов в холодильниках.

Неоценимую пользу приносит цеолит в строительстве. Декоративные плиты различных оттенков, которые изготовлены с применением этого минерала, славятся свое изысканностью и прочностью. Во всем мире самые красивые дома облицованы именно этим материалом.

Пленочные изделия, линолеум, картон, пластмасса. Краски и лаки — для всего этого необходимы синтетические цеолиты.

к оглавлению ↑

Медицина

Целебные свойства многих минералов известны еще с древности. Целители и знахари для приготовления своих снадобий использовали растворы, мази, присыпки из различных камешков. Благотворное влияние камней на организм описывали древние греки, китайцы и египтяне.

В современном мире использование цеолита в медицине начали после того, как были проведены опыты на животных. После того, как провели все необходимые исследования, было установлено, что испытуемые стали меньше болеть, у них восстановился минеральный баланс. К тому же подопытные звери увеличили свой привес, у них улучшился аппетит. Исчезли те болезни, которые возникали чаще всего.

Что такое Литовит? В российском производстве, разрешенном для применения в медицине, является только одна биологически активная добавка на основе цеолита. За его чудотворные свойства минерал называют камнем жизни.

Форма выпуска его самая разнообразная. Это капли, гранулы, порошок, таблетки. Применять Литовит нужно при таких заболеваниях:

• интоксикация организма;
• острые отравления;
• заболевания, вызванные аллергией;
• болезни печени;
• заболевания бронхолегочной системы;
• анемия, судороги;
• аритмия.

Но необходимо помнить, что применение Литовита – это лишь вспомогательная терапия и профилактика недугов. В медицинских целях цеолит используют не только как сорбент, который очищает организм от вредных веществ, но и как поставщик многих микроэлементов.

Неплохо зарекомендовал себя цеолит в отрасли косметики. На его основе выпускают скрабы, крема и маски для питания и очищения кожи. Также его применение необходимо для очищения крови, инсулина, так как сохраняется белковый состав жидкостей.

Для применения внутрь подходят не все цеолиты. Игольчатые кристаллы являются опасными для здоровья, поэтому употреблять их для лечения нельзя!

к оглавлению ↑

Растениеводство

Цеолит для растений является незаменимым ускорителем и обогатителем роста. Для того чтобы комнатные растения были пышными и красивыми, их необходимо удобрять специальными субстратами цеолита.

Достоинства этого минерала:

1. Сохраняет в почве катионы магния, кальция и калия в течение 3-х лет.
2. Обогащает грунт различными микроэлементами: бором, магнием, марганцем, цинком, кремнием и молибденом.
3. Гранулы цеолита повышают пористость почвы, в результате корни получают больше кислорода. Поэтому корневая система растения хорошо разветвляется и укрепляется.
4. Создает необходимую почвенную среду для таких растений, как кактусы и растения, которые имеют свойство накапливать в воду в своих корнях (суккуленты).
5. Сохраняет влагу и предотвращает пересушку растений.
6. Поддерживает кислотность почвы, необходимую для комнатных цветов.

Чаще всего производители выпускают уже готовые почвенные грунты на основе цеолита. Качественная земля не содержит пыли и частиц мусора, цеолит в ней тщательно измельчен.

Минерал способен полностью заменить речной песок и гальку. Сколько субстрата нужно использовать, как часто его применять, зависит от вида того или иного растения.

Также данный камень используют дачники для подкормки рассады в теплицах и приусадебных участках. Высаживая саженцы деревьев, цеолит вносят в ямку, куда высаживается куст. Это помогает улучшить аэрацию, водопроницаемость, приводит в норму кислотный и минеральный баланс почвы. Внесенный цеолит сохраняется в грунте в течение 5 лет.

Все это время растения защищены от болезней, лучше растут и дают обильные урожаи. Для растений подходит цеолит не океанического происхождения (не морской), так как океанический плохо растворяется в воде. Решение экологических проблем также напрямую зависит от этого минерала. Его свойство устранять вредные вещества, и выступать как сорбент, помогают защитить от загрязнения окружающую природу.

Оправданно использование цеолита и в сельском хозяйстве. Его дают домашним животным в качестве прикормки. Постоянное употребление минерала гарантирует животным достаточный привес, крепкие зубы и кости, а крупнорогатому скоту — большие удои молока. У птиц повышается яйценоскость, улучшается аппетит.

к оглавлению ↑

Очистка воды

Все большее применение получает цеолит для очистки воды. Это вещество способно не только очистить воду от ненужных примесей, но и придать ей полезные свойства. Пропустив обычную водопроводную жидкость через фильтр, можно получить чистейшую родниковую воду.

Ее можно использовать для любых бытовых целей. Купать младенцев, употреблять в пищу, поливать растения, добавлять в аквариумную воду.

Исследования ученых доказали, что такая жидкость имеет высокую биологическую активность. Доказано, что в такой воде практически отсутствуют соли жесткости, после очищения она становится мягкой. Если фильтр с этим минералом невозможно найти, камешки цеолита можно приобрести в обычной аптеке.

Схема применения их очень проста:

• подготовить трехлитровую банку;
• положить на дно горстку цеолитовых камешков;
• залить водой из-под крана;
• подержать 12 часов.

Вода готова к употреблению. Эти камни необходимо постоянно сушить, а лучше прокалить на огне. Через 3 месяца рекомендуется произвести замену минералов на новые. Отработавшие камешки использовать для других целей нельзя, так как они накапливают вредные вещества. Лучше всего их выбросить.

Минералы цеолиты готовы эффективно очистить не только обычную питьевую воду. Их использование помогает рекам и другим водоемам стать экологически безопасными.

Убирая промышленные и бытовые загрязнения, камень делает следующее:

• осветляет и делает чище любую реку;
• обеззараживает и уничтожает многие вирусы в водоемах, особенно в тех, где разводят рыбу;
• выводит аммоний;
• не дает разрастаться водорослям.

Также цеолитовый сорбент часто используют на водоочистных сооружениях и в бассейнах для увеличения продолжительности работы фильтроцикла.

В основном во многих отраслях применяются синтетические камни. Их стоимость намного превосходит природные минералы. Но ценность их такова, что свойства, полученные при создании таких цеолитов, превосходят свойства минералов, созданных природой.

Цеолит природный Сокирницкого месторождения | Цеолит природный

Цеолит как полезные ископаемые имеет необычайно широкую сферу использования в промышленности и сельском хозяйстве. Он применяется в строительстве, нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки воды, медицине

Описание

Цеолиты – группа минералов вулканическо-осадочного происхождения, каркасные алюмосиликаты щелочных и щелочноземельных металлов. В настоящее время известно более 40 структурных видов природных цеолитов, наиболее распространенными из которых являются клиноптилолит, гейландит, филлипсит, ломонит, морденит, эрионит, шабазит, феррьерит, анальцим.

 Достаточная техническая прочность клиноптилолита, устойчивость к действию высоких температур, агрессивных сред и ионизирующих излучений, селективность к крупным катионам щелочных, щелочноземельных, редких, рассеянных и некоторых тяжелых металлов, поглощающая способность и ситовый эффект – все это обуславливает широкое использование минерала

Цеолит как полезные ископаемые имеет необычайно широкую сферу использования в промышленности и сельском хозяйстве. Они применяются в строительстве, нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки питьевых и технических вод, на элеваторах при осушке зерна, в подготовке грунтов для теплиц, комнатных растений, на дачах, приусадебных участках, на больших с/х площадях (особенно в засушливых районах) и так далее. При строительстве стадионов, гольфовых полей, спортивных площадок и просто лужаек цеолит используется, как дренаж. Он будет удерживать воду и помогать усвоение удобрений. Животноводы используют цеолит для устранения запаха аммиака в помещениях, а комбикормовые заводы успешно применяют в кормах как отличный сорбент.

Общим для всех минералов из группы цеолитов является наличие трехмерного алюмокремнекислородного каркаса, образующего системы полостей и каналов, в которых расположены щелочные, щелочноземельные катионы и молекулы воды. Катионы и молекулы воды слабо связаны с каркасом и могут быть частично или полностью замещены (удалены) путем ионного обмена и дегидрации, причем обратимо, без разрушения каркаса цеолита. Лишенный воды цеолит представляет собой микропористую кристаллическую «губку», объем пор, в которой составляет до 50% объема каркаса цеолита. Такая «губка», имеющая диаметр входных отверстий от 0,3 до 1 нм (в зависимости от вида цеолита) является высокоактивным адсорбентом.

Диаметр входных отверстий «губки» имеет строго определенные размеры. В связи с этим происходит так называемый молекулярно-ситовый отбор при сорбции молекул из газа в жидкости.

Свойства цеолитов позволяют разделять молекулярные смеси даже в тех случаях, когда разница в размерах молекул составляет 10-20 пм.

Ионообменные свойства цеолитов определяются особенностями химического сродства ионов с кристаллической структурой цеолита. При этом, также как и при адсорбции молекул, необходимо соответствие размеров входных отверстий в цеолитовый каркас и замещающих ионов.

Ионным обменом на цеолитах удается выделять ионы, извлечение которых другим методом часто представляет большую сложность.

Ионоситовый эффект позволяет адсорбировать из газовых и жидких систем пары азота, CO2, SO2, h3S, Cl2, Nh4. Установлена способность цеолитов адсорбировать радиоактивные ионы цезия из растворов, удалять Nh5+ из сточных вод и водоемов, извлекать ионы Cu, Pb, Zn, Cd, Ba, Co, Ag и других металлов из промышленных сточных вод, очищать природные газы. Емкость поглощения цеолитов в 30 раз выше, чем у ионообменных смол.

Было обнаружено вспучивание (увеличение объема образца, сопровождающееся выделением воды) при нагревании. Цеолит (в переводе с греческого «кипящий камень») Природный цеолит относится к устойчивым алюмосиликатам с каркасным строением кристаллической решетки, имеющим слоистую структуру.

+38 067 670 1942, +38 067 312 7299, +38 095 465 3783, +38 03142 5 1218, Факс:+38 031 42 5 1218

Природные цеолиты Сокирнянского месторождения | МИР ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА

ДП Закарпатский цеолитовый завод на протяжении десятков лет активно разрабатывает месторождение природного цеолита в селе Сокирница Закарпатской области Украины. Огромным преимуществом данного месторождения цеолита является высокое содержание в нем клиноптилолита (до 92-94%). Благодаря этому факту закарпатский природный цеолит получил признание по всему миру.

Один из самых авторитетных научных журналов «Science» выделил 10 наиболее значимых научных открытий 2011 года, среди которых нашли свое место научные исследования в области цеолитов.

Закарпатский природный цеолит — экологически чистый сорбент, по своим качествам превосходит активированный уголь, благодаря усиленной адсорбции и ионному обмену. Это свойство нашего цеолита делает его востребованным в животноводстве, сельском хозяйстве, а также при очистке воды.

В животноводстве природный цеолит применяют в качестве минеральной кормовой добавки для укрепления иммунной системы, нормализации обмена веществ, профилактики желудочно­-кишечных заболеваний. Он способствует появлению и сохранности здорового потомства, обеспечивает здоровый рост, силу и восстановление защитных способностей организма животных.

Природный цеолит Сокирнянского месторождения эффективно способствует повышению урожайности. Этот минерал задерживает в себе воду, прекрасно аэрирует почву, стимулирует развитие корневой системы растений, продлевает действие удобрений, в первую очередь нитратных, фосфатных, калийных, а также других питательных веществ. 

Цеолит имеет необычайно широкую сферу применения в промышленности. Он широко используется в нефтехимии, как осушитель газов и сред, для очистки питьевых и технических вод, для удаления радионуклидов и обезжелезивания воды, а также в строительстве.

В настоящее время Закарпатский цеолитовый завод выпускает следующие фракции:

0,0 – 0,02 мм                         0,3 – 0,5 мм

0,0 – 0,05 мм                         0,5 – 1 мм                            

0,0 – 0,1 мм                           1 – 3 мм

0,0 – 0,2 мм                           3 – 5 мм

0,0 – 0,3 мм                           5 – 10 мм

0,0 – 0,5 мм                           5 – 25 мм

0,3 – 0,5 мм                           25 — 70 мм

По заявке клиента можем перейти на выпуск необходимой ему фракции.

Приглашаем к сотрудничеству!

Цеолит и его уникальные свойства

12.07.2017

«Литовит – это революция в эволюции»
А.Л. Яншин, академик, вице-президент Российской академии наук.

«Здоровье – состояние, свободное от токсинов…»
Ханс – Хайнрих Реккевег, основоположник теории гомотоксикологии

Цеолит – природный минерал, один из самых ярких представителей неорганического мира, структура и целостность которого не меняется ни при каких обстоятельствах. Его называют «единственно вечно живущим».

По своему химическому составу – это алюмосиликат, кристаллическая структура которого представлена тетраэдрами окислов кремния и алюминия, объединенными в кружевные каркасы с невероятно разветвленной системой регулярных по своим размерам каналов и полостей, в которых находятся молекулы воды и большие ионы со значительной степенью подвижности.

Цеолит можно представить в виде микропористой губки, 50% объема которой занимает внутреннее, чрезвычайно активно с точки зрения ионного обмена пространство. Но это не просто губка, способная контактировать и вбирать в себя все, что встречается на ее пути, а тонкий механизм, избирательно поглощающий молекулы строго определенного размера (от 3-х до 6 ангстрем). То есть своего рода молекулярное сито, легко пропускающее через себя различные химические и биологические токсины, и при этом неспособное адсорбировать молекулы, превышающие размеры пор – витамины, белки, аминокислоты и т.д. Попадая в желудочно-кишечный тракт, цеолит не всасывается в кровеносную систему, а проходит через «кишечную трубку» транзитом, проявляя свои сорбционные свойства в отношении исключительно токсинов. Цеолит активно поглощает тяжелые металлы, пестициды, нитраты, радионуклиды, аммиак и другие азотные соединения, выбрасывает их из желудочно-кишечного тракта, как магнитом притягивая свободные радикалы.

Одновременно с сорбцией осуществляется интенсивный ионный обмен – цеолит отдает ионы калия и кальция, другие макро- и микроэлементы, а вместо них забирает токсичные ионы и прочно удерживает их на своей кристаллической решетке до полной эвакуации.

В результате применения цеолитсодержащих продуктов существенным образом возрастает активность пищеварительных ферментов, увеличивается высота микроворсинок тонкого кишечника (в среднем в 2раза), что влечет за собой увеличение площади и качества пристеночного пищеварения. Особо следует отметить роль цеолита в стимуляции лимфатического дренажа – этого универсального, физиологического мусоросборника организма. Результатом стимуляции лимфатической системы является освобождение околоклеточного пространства от токсинов и возвращение клеткам органов и тканей возможности полноценно выполнять свои функции.

Для производства БАДов серии «Литовит» используется исключительно цеолит Холинского месторождения (Бурятия). Данный вид цеолитов детально исследован в рамках государственной программы «Цеолиты России» и признан наиболее оптимальным видом сырья по совокупности полезных свойств и критериям безопасности.

Сырье, получаемое из Бурятии, проходит тщательную очистку от примесей и обогащение методом каскадной механической и термической активации. Эта технология запатентована предприятием «Новь». Термическая активация необходима для значительного увеличения адсорбционной емкости за счет удаления так называемой «цеолитной» воды. В итоге, специфическая поверхность адсорбции цеолитов увеличивается более чем в 3 раза.

В настоящее время предприятием «Новь» выпускается целый ряд продукции на основе природных минералов, предназначенных для коррекции состояний, сопровождающихся интоксикацией. Все они, без исключения, являются энтеро-, и доноросорбентами. Однако, каждый из видов цеолитсодержащих продуктов «Литовита», «Оптисорба» обладает еще и особенными, присущими только ему, свойствами.

«Литовит-М» – является 100% природным цеолитом, его специфичность определяется выраженным иммуномодулирующим качеством. «Литовит-М» проявляет себя как истинный регулятор работы иммунной системы – при недостаточной активности (иммунодефицитах) происходит ее стимуляция, и, напротив, при измененном состоянии иммунной системы (дизергии), сопровождающейся аллергическими, аутоиммунными нарушениями «Литовит-М» снижает ее патологическую активность. Очевидно, что данный избирательный эффект обусловлен прежде всего детоксикационными свойствами «Литовита» и создает условия для нормальной работы иммунной системы.

«Литовит-О» – представляет собой цеолит (35%), в сочетании с овсяными (45%) и ржаными отрубями (20%). Специфика данного продукта ориентирована, прежде всего, на проблемы нарушения липидного обмена, желчеобразования и желчевыделения, утилизации избытка желчных кислот – причин развития атеросклероза. «Литовит-О» проявляет выраженное гепатопротективное действие, восстанавливает поврежденные клетки печени, стимулирует лимфодренаж, рекомендован при сахарном диабете.

«Оптисорб» – это сочетание неорганического цеолита (50%) с минералом органической природы – диатомитом (50%). Диатомиты являются продуктом осаждения одноклеточных микроскопических водорослей диатомей и имеют определенное структурное сходство с цеолитами. Одним из важнейших свойств этого минерала является способность восстанавливать биоэлектрический потенциал живой клетки, что существенно отражается на ее функциональной способности и устойчивости к воздействию внешних факторов.

«Оптисорб», как энтеро-, и доноросорбент является препаратом выбора при острых пероральных отравлениях, в случаях, когда токсическое вещество задерживается в кишечнике продолжительное время (от нескольких часов до нескольких суток) постоянно всасываясь в кровь. Острые отравления часто сопровождаются снижением перистальтики кишечника, вплоть до развития пареза, когда кишечник становится неподвижным. В данном случае использование слабительных средств оказывается малоэффективным, и основную детоксикационную функцию принимает на себя сорбент. Диатомит является активным источником кремния, элемента, который В.И. Вернадский назвал «элементом жизни». Действительно, без достаточного содержания кремния невозможно усвоение 74 из 104 элементов, среди которых – кислород, кальций, железо, магний, калий и натрий, фтор – элементы, жизненно важные для организма. Заболевания опорно-двигательного аппарата – одна из сфер применения БАД «Оптисорб», как источника кремния, кальция, фосфора, фтора. Именно кремний в первую очередь необходим для формирования основного вещества кости и хряща, именно он принимает непосредственное участие в процессе минерализации костной ткани, а также участвует в процессах оссификации вместе с магнием и фтором. При дефиците кремния происходит полная утрата основным веществом кости регулярной структуры, нарушается структура хрящей и соединительнотканных волокон.

Никитин Андрей Николаевич, врач-фитотерапевт, научный консультант НПФ «Новь»

Применение цеолита в домашних условиях

Даже в случае, если питьевая вода в населенном пункте соответствует нормам, то по пути доставки к конечному потребителю по ржавым изношенным трубам в нее попадет множество различных вредных веществ. Выходом из этой ситуации является применение бытового фильтра для очистки. В продаже представлен широкий ассортимент фильтров в разных комплектациях и ценовых категориях. Основным сорбентом является активированный уголь. При многократном использовании он не только теряет очистительные функции, но и аккумулирует вредоносные бактерии и вирусы. Пользуясь им, необходимо тщательно следить за сроком действия. Сменные картриджи дорогие и имеют короткий срок годности.

Применение природного цеолита решает проблему фильтрации воды на бытовом уровне. Она очищается от физико-химических и биологических загрязнений. Другой важной особенностью использования минерала является насыщение воды калием, магнием и кальцием, элементами, укрепляющими стенки сосудов и благотворно действующими на всю сердечно — сосудистую систему организма в целом.

Прием мочегонных и сосудорасширяющих препаратов ведет к вымыванию из организма калия, а использование питьевой воды, очищенной природным цеолитом, восстанавливает баланс микроэлементов.

Для нормальной работы всех систем организма рекомендуется выпивать в день не менее 2 л. воды хорошего качества. Вода, прошедшая очистку «кипящим камнем», становится целебной для человека. Рекомендовано использовать 100–150 г нешлифованного цеолита на 3-х литровую емкость. Через 3 часа можно пить. Засыпку допускается использовать в течение полугода.

У цеолитов не выявлено противопоказаний для перорального, аэрозольного или аппликационного способов применения.

Положительный эффект использования биомедицинского природного «камня 21 века» достигается при:

• очистке крови;
• очистке инсулина;
• лечении аллергических и кожных заболеваний;
• лечении ЖКТ;
• лечении стоматитов.

Цеолит как средство для лечения рака еще находится в состоянии исследования.

Цеолиты обычно применяются в медицине для детоксикации, особенно тяжелых металлов. Они также широко используются для лечения желудочно-кишечных проблем, особенно диареи, язвы и других заболеваний желудка. Цеолиты были использованы также в лечении диабета. Было обнаружено, что они могут ускорять заживления ран, и были изучены для использования в качестве внешних перевязочных материалов для ран, поскольку они помогают остановить кровотечение, стимулируя свертывание крови.

В последние годы возрос интерес к цеолитам в качестве потенциального противоракового средства, поскольку в нескольких исследованиях подтвердилось предположение, что они имеют противораковые свойства, хотя доказательств его эффективности для лечения рака у людей еще не достаточно.

Противораковые эффекты цеолита связаны с его способностью индуцировать экспрессию генов-супрессоров опухолей, которые позволяют организму самому остановить рост опухоли и уничтожить опухолевые клетки. Он также ингибирует протеинкиназу B (C — Akt ), что приводит к ингибированию роста раковых клеток и увеличение апоптоза, или автоматическое разрушение раковых клеток.

Существует много видов цеолита, но, кажется, клиноптилолит (CLN) одна из наиболее эффективных и широко изученных форм в исследованиях животных и культивированных тканей, из-за его воздействия на токсины и противораковых свойств.

CLN является отрицательно заряженным веществом, которое действует как магнит для улавливания в пористых областях из клеткоподобных структур токсинов, положительно заряженных вирусов, брома, фтора, аммиака, радиоактивных форм стронция и тяжелых металлов, таких, как ртуть, свинец, кадмий, алюминий и мышьяк.

Как функционирует в качестве противоракового средства клиноптилолит, может быть частично объяснено изучением культуры ткани в одной пробирке. Результаты этого исследования, которые были опубликованы в 2001 г. в журнале Molecular Medicine, показали, что тонко — молотый клиноптилолит ингибирует протеинкиназу B (C — Akt ), которая, как упоминалось выше, увеличивает апоптоз раковых клеток и ингибирует пролиферацию раковых клеток. В этом исследовании было также обнаружено, что клиноптилолит индуцируют экспрессию определенных белков -супрессоров опухолей, а также блокирует рост раковых клеток определенных линий. Данные этих исследований показывают, что лечение CLN может повлиять на уменьшение роста опухоли за счет снижения эффективности или силы, сигналов выживания раковых клеток и, вызывая активность гена-супрессора опухоли в организме.

В другом исследовании клиноптилолита (CLN) участвовали мыши и собаки, которым вводили различные виды опухолей. Было обнаружено, что CLN при локальном применении снижал рост опухоли кожи у собак, а также уменьшал размеры других типов опухолей. Авторы этого исследования утверждают, что такое лечение также привело к симптоматическому улучшению общего состояния здоровья животных. Кроме того, исследования показали, что лечение хорошо воздействовало на животных с точки зрения токсикологии.

Отзывы, или “истории успеха” лечения клиноптилолитом собак, имеющих диагноз рак, можно найти в научно-исследовательском документе, составленном Крейсимиром Павеличем. Это статья под названием “Природные цеолиты клиноптилолит: новое в адъювантной противораковой терапии”, которая была опубликована в 2001 году в журнале Molecular Biology.

В этом исследовании профессора Павелича участвовали двадцать две собаки в возрасте от 5 до 14 лет. Им всем были введены раковые клетки. Затем он начал лечение тонко измельченным порошком цеолита. Четырнадцать из двадцати двух собак показали симптоматическое улучшение и уменьшение опухоли, или исчезновение опухоли, в результате лечения. В восьми случаях ответа на терапию цеолитом получено не было. Сюда включены два случая лимфомы, два аутоиммунной гемолитической анемии, опухоль простаты, остеосаркома, фиброхондроаденокарцинома молочной железы и эпулис.

В другом исследовании, результаты которого были опубликованы в издании “Journal of Cancer Research and Clinical Oncology” в 2002 году, микронизированный цеолит (MZ) был дан через желудочную интубацию (желудочный зонд) мышам, которым были введены клетки меланомы. Цеолит значительно сократил количество метастазов меланомы у мышей. Кроме того, увеличилось количество перитональных макрофагов (желательные клетки иммунной системы). Тем не менее, рак не был устранен полностью у всех мышей.

Стоит отметить, что, хотя в ряде исследований использования цеолита для лечения онкологических заболеваний дало положительные результаты, все они проходили с животными. Ни одно исследование до сих пор не доказало, что цеолит снижает риск возникновения рака, или, что это полезно для лечения рака у людей. Необходимо провести больше испытаний, в том числе с участием в качестве испытуемых людей для получения объективных данных о возможности использования цеолита в качестве лекарства от рака.

Цеолит является безопасным веществом, которое обычно не вызывает никаких побочных эффектов для организма, однако может спровоцировать реакцию детоксикации в случае плохой подготовки организма к выводу слишком большого количества токсинов.

Это явление, называемое реакцией Herxheimer, может произойти с любым человеком в случае быстродействующей детоксикации. Повышенное количество воды, или уменьшение дозы цеолита может уменьшить вероятность наступления этого события.

Что такое цеолит: природный и синтетический?

Слово «цеолит» (zeolite) в переводе с греческого языка означает «кипящий камень». Такое название обусловлено тем, что этот материал, помещенный в воду, долго выпускает пузырьки, а при нагревании выделяет водяной пар. Это кремниевые соединения, которые по происхождению могут быть природными и синтетическими.

Широкое применение эти вещества получили сравнительно недавно, в начале прошлого века, причем использовались они изначально только для обезвоживания и очистки газов и нефтепродуктов благодаря способности поглощать сравнимое по весу количество влаги, а затем отдавать ее при нагреве. Это связано с их кристаллической структурой, которую называют «молекулярным ситом» — однородными каналами и полостями величиной с молекулу.

Позднее открылись ионообменные свойства цеолитов – выборочное поглощение из водной среды ионов солей тяжелых металлов и замена их ионами других, нетоксичных, солей (хлоридами магния, кальция или натрия). Таким образом эти сорбенты стали незаменимыми в различных отраслях промышленности, и появилась потребность в получении их в лабораторных условиях.

Синтетические аналоги были разработаны и произведены по таким характеристикам, существование которых в природе невозможно. Так, например, цеолит NaA обладает способностью впитывать только молекулы строго определенной геометрической величины.

Его поры имеют одинаковый заданный размер, благодаря чему он может поглощать молекулы промышленных газов (величиной не более 0,4нм): сероводород, аммиак, диоксид углерода, сероуглерод, этан, пропилен, этилен, аргон, неон, метан, кислород, ксенон, криптон, оксид углерода, азот и т.п.

Промышленное использование и безопасность

Цеолиты (zeolites) NaA, из-за своих уникальных свойств и способностей сорбировать молекулы одних веществ и при этом не поглощать другие, применяются в различных областях промышленности. В частности, с целями:

• Глубокой осушки и тонкой очистки жидких и газовых сред;
• Осушения «сырых» трансформаторных масел в энергетической отрасли;
• Умягчения жидкостных потоков при водоподготовке на энергетических установках.

Сорбент относится к 3-му классу по степени воздействия на организм и опасен при вдыхании. При работе с ним необходимо использовать противопылевой респиратор, защитные очки, перчатки и спецодежду.

Где купить?

Мы реализуем химпрепараты по самым доступным ценам. Для заказа просто нажмите на кнопку выше и введите ваши контакты.

Минеральные ресурсы месяца: цеолиты

Минеральные ресурсы месяца: цеолиты

Геологической службой США
Пятница, 3 октября 2014 г.

Роберт Вирта, специалист по минеральным ресурсам Геологической службы США, подготовил следующую информацию о цеолитовой промышленности.

Чабазит — распространенный природный минерал цеолита. Кредит: © Дидье Дескуэн, CC BY-SA 3.0.

Цеолиты представляют собой группу силикатных минералов с очень открытыми кристаллическими структурами, которые делают их пригодными для каталитических применений, ионного обмена и молекулярного просеивания.Атомы алюминия, кремния и кислорода расположены в трехмерном каркасе каналов и клеток. Молекулы воды и катионы, такие как кальций, натрий, калий и магний, занимают эти взаимосвязанные каналы и клетки. Катионы могут легко замещать друг друга, и молекулы воды могут быть приобретены или потеряны без каких-либо серьезных изменений в основной кристаллической структуре цеолита.

В течение многих лет цеолитовые минералы считались необычными и обнаруживались только в кавернах и трещинах вулканических пород.Однако в 1950-х и начале 1960-х цеолиты в изобилии были обнаружены в крупных месторождениях измененного вулканического туфа на западе США и в измененных вулканогенных морских туфах в Италии и Японии. Позже аналогичные месторождения были обнаружены по всему миру.

Крупномасштабная добыча природных цеолитов в США началась в 1960-х годах, при этом первые усилия были сосредоточены на поиске природных цеолитов, пригодных для использования в переработке нефти. Когда характеристики материалов оказались неудовлетворительными, были освоены другие рынки.Использование в наполнителе туалетов для домашних животных быстро стало ведущим рынком природных цеолитов — на их долю приходилось более 50 процентов использования с 1960-х по 1995 год — из-за способности минералов поглощать влагу. После 1995 года продажи натуральных цеолитов для наполнения туалетов для домашних животных начали снижаться. В 2013 году на рынке натуральных цеолитов в США преобладали кормовые добавки, в которых он используется в качестве агента контроля потока, за которым последовали приложения для наполнения туалетов для домашних животных.

Во всем мире вулканические туфы, содержащие цеолиты, используются для обработки крупнотоннажных материалов, таких как каменный камень, легкий заполнитель, пуццолановый цемент и общие почвенные кондиционеры.

Большой рынок также существует для синтетических цеолитов, впервые созданных в 1930-х годах. Исследователи, ищущие новые способы повышения эффективности переработки нефти, в 1950-х годах использовали цеолиты для каталитического разложения крупных органических молекул на определенные нефтепродукты. В 1970-х синтетические цеолиты начали заменять фосфатные соединения в стиральных порошках.

Высокая стоимость синтетических цеолитов не позволяет использовать их в большинстве областей применения природных цеолитов. И наоборот, строгие технические характеристики продукта препятствуют широкомасштабному использованию природных цеолитов для большинства применений синтетических цеолитов.

Для получения дополнительной информации о цеолитах и ​​других минеральных ресурсах посетите: Minerals.usgs.gov/minerals/.

ПРОИЗВОДСТВО И ПОТРЕБЛЕНИЕ ЦЕОЛИТА

В 2013 году производство в США составило 69 500 метрических тонн, а потребление — 68 300 метрических тонн. Magor США продает натуральные цеолиты для производства кормов для животных, цемента, материалов для контроля запаха, помета, очистки сточных вод и водоочистки.

В 2013 году мировое производство природного цеолита оценивалось в 2 единицы.От 7 до 3,2 млн метрических тонн, при этом на долю Китая приходится более 70 процентов производства.

ЛЮБОПЫТНЫЕ ФАКТЫ

Название «цеолит» происходит от греческих слов, означающих «кипящие камни», потому что минералы вспениваются при нагревании до высоких температур.

Цеолиты выделяют тепло при регидратации. Старое полевое испытание, чтобы определить, содержит ли образец породы цеолиты, заключалось в том, чтобы увидеть, нагревается ли каменная крошка, когда ее кладут на язык.

Цеолиты адсорбируют этилен и используются для продления срока хранения овощей и фруктов, которые выделяют этилен по мере созревания.

Цеолиты использовались для адсорбции радиоактивных изотопов из загрязненной охлаждающей воды, разлитой на АЭС Фукусима после того, как станция была повреждена в результате землетрясения силой 9 баллов в марте 2011 года в Японии.

Цеолитовые минералы имеют большую площадь поверхности из-за их открытой кристаллической структуры — 10 граммов шабазита имеют примерно такую ​​же площадь поверхности, как футбольное поле (около 5350 квадратных метров)

Цеолит природный для адсорбции и выделения функциональных материалов

1.

Введение

Контролируемый перенос и высвобождение функциональных соединений с оптимальной скоростью является перспективным направлением современных медицинских и фармацевтических исследований. Ожидается, что адресная доставка биоактивных препаратов и их управляемая активация сократят продолжительность лечения и побочные эффекты. Пористые нано / микрочастицы считаются очень перспективными переносчиками для доставки лекарств. Среди различных типов пористых материалов особое место занимают цеолиты (ЗЛ) — гидратированные микропористые алюмосиликатные минералы.Существенная кристаллическая структура ZL представляет собой трехмерный (3-D) тетраэдрический каркас из связанных с кислородом групп AlO4 и SiO4. Замена Si на Si в естественных ZL приводит к дисбалансу заряда и присутствию других ионов металлов, обычно одно- или двухвалентных ионов, таких как Ka, Na, Ca, Mg и Ba. Как следствие, природные ZL получают отрицательный заряд, а поры, образованные каркасными единицами, имеют диаметр от ∼3 до 12 Å. Существует более 40 типов природных ZL, и как широко распространенные недорогие пористые минералы они используются в сельском хозяйстве, ^{1 , 2} промышленных, ^{1 , 3} и экологических ^{4 — 6} технологий на длительный период времени.Клиноптилолит (CZ), гидратированный щелочной цеолит, является одним из широко используемых минералов в семействе ZL. CZ относится к типу ZL с гейландитом и имеет следующую общую химическую формулу: (Na2, K2, Ca) 3Al6Si30O72 · 24h3O. ⁷ Отношение Si / Al в CZ колеблется от 4,0 до 5,3. Адсорбционные свойства CZ были исследованы ранее. ^{8 , 9} Определено, что значение удельной поверхности находится в диапазоне от 10 до 16 м2 / г для различных месторождений полезных ископаемых, а распределение пор по размерам (PS) может быть охарактеризовано двумя узкими (PS1 <2 нм, 2 5 нм) кривые. ⁸ Важной особенностью CZ является наличие нескольких типов пористости. Первичная пористость с PS1 <2 нм обусловлена ​​специфическим кристаллическим строением зерен CZ, а система мезо- и макропор (вторичная пористость, с PS2 и PS3) связана с размерами и структурными особенностями зерен минерала CZ в породе. . ⁸

CZ имеет химически нейтральную основную структуру и высокую устойчивость к экстремальным температурам. В качестве биохимического сита, корма и пищевой добавки, поглотителя газов и запахов CZ широко используется в сельском хозяйстве, медицине, борьбе с загрязнением и пищевой промышленности.CZ — очень эффективный ионообменник, он используется для удаления радиоактивных Cs137 и Sr90 из ядерных отходов и выпадений, ^{10 , 11} и аммиака из сточных вод. ⁶ Фармакологические и клинические исследования демонстрируют, что CZ инертен, не причиняет биологического вреда человеку, а модифицированные CZ обладают антимикробными, желудочными антацидными, антидиарейными и антигипергликемическими свойствами. ¹² Продукты CZ с клинической формулой коммерчески доступны в США и Европе.

Хотя некоторые физические свойства цеолита были изучены с помощью оптической спектроскопии, рентгеновского излучения, АСМ и СЭМ, механизмы его биомедицинских эффектов еще предстоит исследовать, и их можно облегчить с помощью инструментов оптической визуализации для биомедицинских и фармакологических применений. . Частицы CZ представляют собой почти прозрачные кристаллы моноклинной симметрии. Некоторые цвета CZ (например, коричневый, розовый и красный) относятся к примесям, таким как оксид железа. Люминесцентные свойства природных CZ были исследованы ранее, и наблюдалась УФ-синяя полоса (от 220 до 420 нм) с максимумом при спектре возбуждения около 280 нм и широкая полоса излучения (от 300 до 600 нм). ^{13 — 15} Показано, что люминесценция CZ зависит от локальных дефектов и несовершенств кристаллов. ¹³ Замещение ионов Fe3 + ионами других металлов сформировало центры люминесценции, и в образце наблюдалась высокая корреляция интенсивности излучения около 350 нм с концентрацией Fe3 +. Это произошло, когда ионы железа заменили ионы алюминия в тетраэдрическом алюмосиликатном каркасе. Другие факторы и недостатки, такие как межузельные атомы и ионы, декатионизация и дигидроксилирование, фононные, электронные и дырочные экситоны, также могут быть ответственны за люминесценцию CZ. ¹³ Кроме того, наблюдалось увеличение интенсивности фотолюминесценции при обогащении CZ в сыром минерале или при облучении образцов CZ низкой дозой ускоренных электронов (8 МэВ). ¹⁵ Образование центров люминесценции объяснено радиационным изменением ионов решетки и появлением кислородно-катионной вакансии. Однако рассеяние и линейное поглощение образцов цеолитов очень сильны в УФ-области спектра и затрудняют выполнение обычных спектроскопических измерений или получения оптических изображений.Недавно была проведена первая попытка многофотонной визуализации нано / микрочастиц CZ, и был предложен метод количественного исследования загрузки и высвобождения фотодинамических красителей нано / микроскопическими частицами CZ с использованием многофотонной микроскопии (MPM) и оптической спектрометрии. ¹⁶ Здесь мы предлагаем новый, более общий метод количественной оценки высвобождения адсорбированного красителя и проводим более подробное исследование высвобождения природного фотодинамического пигмента гиперицина из нано / микрочастиц CZ.

2.

Материалы и методы

2.1.

Приготовление клиноптилолитового цеолита

В исследовании использовались образцы цеолита типа CZ, происходящие из Ноемберяна, Армения. Минеральный анализ с использованием дифракции рентгеновских лучей показал, что образцы цеолита содержат ~ 90% CZ. Минерал цеолит измельчали ​​до 30-50 мкм в ступке, очищали промыванием дистиллированной водой с использованием процесса псевдоожиженного слоя и затем сушили при 105 ° C. При обработке использовалась деионизированная вода.Нано / микрочастицы CZ получали измельчением минералов в струйной мельнице с последующим осаждением в водном растворе. Затем определяли размер частиц с помощью анализатора размера частиц (Malvern Zetasizer 3000, Великобритания).

2.2.

Приготовление магнитных носителей на основе композита CZ-Fe3O4

Наночастицы магнитного оксида железа Fe3O4 (IO) диаметром 6,5 ± 3 нм были закуплены у Sigma-Aldrich (№ по каталогу 07318), а олеиновая кислота использовалась в качестве поверхностно-активного вещества для стабилизация.Магнитные композиты были приготовлены путем смешивания наночастиц IO и водного раствора CZ и равномерно диспергированы с помощью ультразвука. Количество IO было скорректировано для получения весового отношения IO / CZ 1∶10. С помощью простой магнитной процедуры полученные композиты отделяли от немагнитных частиц и сушили в печи при 90 ° C. Магнетизм образцов измерялся вибрационным магнитометром Lake Shore 7400 при комнатной температуре с магнитным полем 20 кЭ.

Намагниченность насыщения составляла около 3.7 А · м2 / кг. Свежеприготовленные композиты помещали в герметичные контейнеры и хранили в темноте.

2.3.

Фотосенсибилизаторы и биомолекулы

Фотодинамические красители [гиперицин (HYP), метиленовый синий (MB), хлорин e6 и флуоресцеин), биомолекулы [коллаген из ахиллова сухожилия (BAT), бычий гемоглобин, сывороточный альбумин человека] и HSA химические реактивы Sigma – Aldrich были аналитической чистоты (AR) и использовались без дополнительной очистки. Порошок HYP растворяли в диметилсульфоксиде (ДМСО) и хранили при 4 ° C.В экспериментах исходный раствор HYP разбавляли до 5 мкМ фосфатно-солевым буфером (PBS, pH 7,4). Другие фотодинамические красители были водорастворимыми и растворялись в PBS.

Адсорбционные свойства CZ изучали с использованием методики периодического равновесия, помещая частицы CZ в стеклянную бутыль, содержащую 1, 2, 4 и 6 мкМ начальные концентрации раствора красителя в PBS. Равновесные концентрации красителей определяли путем измерения поглощения при характерных длинах волн с использованием DU 800 UV / VIS (Beckman Coulter, Inc.) спектрофотометр. Калибровочные кривые для каждого красителя на соответствующих длинах волн были построены в зависимости от концентрации красителя. В экспериментах адсорбенты отделялись от растворов под действием силы тяжести, а концентрация оставшихся растворов красителей определялась с помощью калибровочных кривых. Количество адсорбированного красителя определяли по разнице между начальной и оставшейся концентрациями раствора красителя. Адсорбционная емкость рассчитывалась с использованием параметров: концентрации адсорбированного красителя, объема раствора и массы адсорбента.В экспериментах использовалась деионизированная вода с удельной проводимостью> 6 · 10-8 Сименс / см.

2.4.

Спектрометрия и многофотонная микроскопия

Оптические свойства CZ и их композитов с красителями были охарактеризованы с помощью системы сбора и обработки спектров SpectraSense (Princeton Instruments, Acton) и спектрофотометра DU 800 UV / VIS (Beckman Coulter, Inc.). спектральное разрешение составляло 1 нм.

Мультифотонная визуализация выполнялась с помощью лазерного сканирующего микроскопа LSM 510 META (Carl Zeiss, Йена, Германия), соединенного с Ti: сапфировым лазером Tsunami fs, работающим в диапазоне длин волн от 730 до 850 нм, с шириной импульса 120 фс и частотой повторения. 80 МГц.Средняя мощность на образце составляла от 5 до 10 мВт. Ширина полосы детектирования сигналов генерации второй гармоники (ГВГ) и двухфотонно возбужденной люминесценции (TPEL) составляла от 380 до 400 нм и от 420 до 650 нм, соответственно, а параметрами детектирования были усиление детектора: 850 В, амплитуда. смещение: -0,5, ампл. Прирост: 1. При построении многофотонных изображений использовались воздушные объективы Plan Neofluar 20 × / 0,5 NA, рабочее расстояние WD = 1,3 мм и иммерсионные объективы Fluar 40 × / 1,2 NA, WD = 0,28 мм (Carl Zeiss, Германия). Размер пятна луча около фокуса 40 × / 1.Линза сканирующего объектива 2 NA имела размер 340 нм и интенсивность света ~ 5,5 · 1011 Вт / см2.

3.

Результаты

3.1.

СЭМ и многофотонная микроскопия клиноптилолита

Основная структура цеолита показана на рис. 1 (а), а размеры и морфология нано / микрочастиц CZ исследованы с помощью СЭМ [рис. 1 (б) и 1 (в)]. Наноразмерные частицы CZ имеют форму таблеток с характерным размером около 225 нм [рис. 1 (б)]. В случае высокой концентрации наблюдается некоторая агрегация частиц, и эти таблетки сливаются по основанию.Форму микрочастиц CZ можно охарактеризовать как призму с характерным размером <3 мкм; однако часть частиц имеет изогнутую морфологию [рис. 1 (с)]. СЭМ-визуализация частиц цеолита выполняется с малым увеличением, и распределение частиц по размерам измеряется с использованием двух-трех изображений [Рис. 1 (г)]. Средние размеры и стандартные отклонения составляют 1,21 ± 0,15 мкм и 230 ± 35 нм для микро- и наночастиц соответственно.

Рис. 1

(а) Основная структура цеолита. СЭМ-изображения нано- и микрочастиц CZ (б) и микрочастиц (в).(d) Распределение микрочастиц CZ по размерам.

Многофотонная визуализация неокрашенного природного CZ показала, что объемные образцы, а также нано / микрочастицы CZ производили как сигнал ГВГ, так и TPEL при возбуждении лазером в ближней инфракрасной области спектра. TPEL детектировали по каналу регистрации от 420 до 650 нм, когда длина волны возбуждения была <745 нм. В этом диапазоне длин волн возбуждения сигнал не был обнаружен каналом регистрации ГВГ (от 380 до 400 нм). Не было зарегистрировано ни одного надежного сигнала при возбуждении лазером с длиной волны от 745 до 760 нм, а сильный, зависящий от поляризации сигнал регистрировался каналом ГВГ при возбуждении фс-лазером от 760 до 800 нм.Результаты, полученные при возбуждении 740 и 780 нм, объединены на рис. 2, где сигнал ГВГ (красный псевдоцвет) виден внутри областей TPEL (зеленый псевдоцвет). Эти многофотонные изображения можно интерпретировать как образование TPEL, когда длина волны возбуждения была короче 745 нм, и генерацию сигнала второй гармоники в частицах CZ, когда длина волны возбуждения находилась в диапазоне от 760 до 800 нм. Кроме того, многофотонная визуализация позволила измерить размеры микрочастиц CZ и оценить верхний предел диаметра наноразмерных частиц CZ. ¹⁶

Рис. 2

TPEL (зеленый псевдоцвет, длина волны возбуждения: 740 нм) и SHG (красный псевдоцвет, длина волны возбуждения: 780 нм) микроскопических частиц CZ.

3.2.

Адсорбционные свойства частиц CZ

Магнитные нано / микрочастицы были получены путем включения наночастиц IO в матрицу CZ для улучшения их физических свойств и расширения области биомедицинских применений. Изготовленные нано / микрочастицы IO-CZ сохраняют свои магнитные и адсорбционные характеристики не менее 9 месяцев.Магнитные частицы IO-CZ можно легко отделить от немагнитного CZ или других немагнитных материалов за несколько минут (см. Рис. 3). Кроме того, показано, что температура водной суспензии композита CZ-IO объемом 2 см3 может быть увеличена на 7 ° C за 3 мин с помощью индукционного нагревателя.

Рис. 3

Отделение (1) частиц магнитного оксида железа-CZ от (2) немагнитных частиц CZ: (a) до приложения магнитного поля, (b) через 0,5 и (c) через 8 минут приложения магнитного поля .

Мультифотонная визуализация позволила исследовать взаимодействие отдельных частиц CZ с биомолекулами и красителями в различных средах и условиях. Была проведена серия экспериментов для характеристики адсорбционных свойств CZ некоторых эффективных фотосенсибилизаторов: гиперицина (HYP), метиленового синего (MB) и флуоресцеина. Эти красители обладают сильными противомикробными и противораковыми свойствами. Поэтому адсорбционная способность CZ к этим красителям и возможность их выделения в различных условиях окружающей среды представляют интерес для биомедицины.

Используя метод метода периодического равновесия, описанный в разд. 2.3 было показано, что частицы CZ эффективно адсорбируют MB (катионный краситель), HYP (гидрофобный краситель) и хлорин e6 (нейтральный краситель) и не адсорбируют флуоресцеин (анионный краситель), растворенный в PBS. Эти результаты были подтверждены MPM. На рис. 4 красный псевдоцвет используется для визуализации частиц CZ с помощью визуализации ГВГ, а зеленый псевдоцвет используется для регистрации локализации красителей с помощью визуализации TPEL. На рис. 4 (а) только сигнал ГВГ можно увидеть от микрочастиц CZ на поверхности предметного стекла микроскопа.После добавления капли МБ на предметное стекло можно увидеть, что почти все молекулы красителя адсорбируются частицами CZ, а отдельные частицы излучают сильную двухфотонно возбужденную флуоресценцию [рис. 4 (б)]. Одновременно практически гасится сигнал ГВГ от частиц CZ. Совершенно иная картина наблюдалась, когда на предметное стекло добавляли каплю неадсорбирующегося флуоресцеина. ¹⁶ В этом случае TPEL молекул флуоресцеина имеет примерно равномерное распределение, и частицы CZ не накапливают молекулы анионного флуоресцеина в отличие от катионного MB, а излучение ГВГ от частиц CZ не гасится молекулами флуоресцеина. ¹⁶

Рис. 4

Многофотонная визуализация взаимодействия CZ-красителя. (а) Чистые микрочастицы CZ производят только сигнал SGH при возбуждении на длине волны 780 нм. (b) Только двухфотонно возбужденная флуоресценция наблюдается от частиц CZ, когда они адсорбируют молекулы MB.

Аналогичная многофотонная визуализация показала, что CZ эффективно адсорбирует фотодинамически активный HYP из водных растворов. Принимая во внимание размеры используемых красителей, можно сделать предварительный вывод, что мезопористость, отрицательный заряд CZ и гидрофобность красителей играют основную роль в процессах адсорбции в системах CZ-красителей.

HYP широко использовался в фотодинамической терапии и флуоресцентной диагностике рака, и мы более подробно исследовали взаимодействие частиц HYP + CZ с такими биомакромолекулами, как BAT, HSA и бычий гемоглобин. Адсорбция HYP частицами CZ характеризовалась следующим образом: суспензия наночастиц CZ с концентрацией 1,2 г / л аккумулировала ∼90% молекул HYP из раствора PBS с концентрацией 5 · × 10-6 М. Композит HYP + CZ устойчив в PBS, он имел слабый, неструктурированный спектр поглощения [рис.5 (а), кривая 1] и слабой широкополосной флуоресценции вблизи 600 нм. Однако добавление этанола (EtOH) или ДМСО к суспензии HYP + CZ привело к постепенной десорбции агрегатов HYP с частиц CZ и их дезагрегации в растворах EtOH или DMSO. В случае добавления биомакромолекул в систему HYP + CZ происходило высвобождение HYP и связывание с органическими молекулами. Дезагрегация HYP в растворителе и связывание с биомакромолекулами сопровождаются некоторыми изменениями в спектре поглощения [рис.5 (а)] и значительное увеличение интенсивности флуоресценции красителя [рис. 5 (б)].

Рис. 5

(a) Спектры поглощения HYP в зависимости от окружающей среды. Мольное соотношение между HYP и HAS для профилей линий 3 и 4 составляет 2: 1. (б) Спектры эмиссии (1, 3, 5) и возбуждения (2, 4, 6, 7) HYP в (1, 2) EtOH, (3, 4) ДМСО, (7) PBS и (5, 6 ) после связывания с HSA.

Спектральные свойства HYP позволили изучить скорость адсорбции, высвобождения и связывания HYP с органическими молекулами.Кинетику высвобождения и связывания HYP в системе HYP + CZ + BAT исследовали и количественно оценивали с помощью кинетической спектрофлуорометрии. Спектры флуоресценции системы HYP + CZ в PBS после добавления BAT (10-6 М) и высвобождения HYP из пор цеолита, измеренные спектрофлуориметром SpectraSense, представлены на рис. 670 нм), а также уменьшение и красное смещение флуоресценции БАТ (в спектральном диапазоне от 350 до 500 нм) [рис.6 (а)]. Эффекты красного смещения и гашения флуоресценции коллагена в присутствии HYP наблюдались ранее ¹⁷ и указывают на связывание и включение молекул HYP в коллагеновые волокна. Экспериментальная кривая связывания HYP с BAT и повышения флуоресценции показана на рис. 6 (b), кривая 1.

Рис. 6

(a) Зависимое от времени изменение BAT (350-500 нм) и HYP (570 до 670 нм) флуоресценции после добавления BAT в систему HYP-CZ. Длина волны возбуждения флуоресценции 330 нм.(b) (1) Кинетика высвобождения HYP и подъем флуоресценции после добавления BAT в систему HYP-CZ. Длины волн возбуждения и испускания флуоресценции составляют 550 и 600 нм соответственно. (2) Подгоночная кривая для кинетики флуоресценции HYP. (3) Зависимое от времени изменение максимума в спектре флуоресценции BAT.

Существует ряд моделей для описания высвобождения лекарства из систем контролируемой доставки. ¹⁸ Для моделирования и контроля высвобождения красителя необходимо определить несколько параметров.

Если мы предположим, что высвобождение HYP из пор CZ следует кинетике первого порядка, то процесс можно выразить как ¹⁸

где Q — концентрация молекул HYP, высвобождаемых за время t, Q0 — максимальная концентрация высвобожденных HYP, а K — константа высвобождения первого порядка. Из уравнения. (1)

Ур. (2)

Q = Q0 [1-exp (-Kt)].

Для определения скорости выделения красителя параметры K и Q0 были получены с использованием встроенной функции подгонки в инструменте подбора нелинейной кривой Origin 8.Константа скорости высвобождения первого порядка K после подбора экспериментальных данных [рис. 6 (b)] с формулой. (2) составляет 0,0415 ± 0,0037 мин-1 для НДТ.

Подобные эксперименты показали, что скорость высвобождения молекул HYP из пор CZ в присутствии HSA и бычьего гемоглобина составляет 0,059 ± 0,00525 и 0,0501 ± 0,00473 мин-1, соответственно.

4.

Обсуждение

Natural CZ и его модифицированные версии являются перспективными материалами для фармацевтики и биомедицины из-за их нетоксичности, термической стабильности, химической адаптации, биосовместимости и способности адсорбировать различные молекулы и биологические объекты в свои микро- и мезопоры. . ^{19 — 21} CZ безопасен для человека. Он используется как адсорбент токсичных металлов, радиоактивных элементов и свободных радикалов. CZ успешно применяется также для доставки лекарств и лечения ран. В частности, CZ использовался в качестве хозяев для молекул аспирина, доксорубицина и параквата, ^{22 — 24} в качестве переносчика для контролируемой доставки и высвобождения ибупрофена и антигельминтов. ²⁵ Отличительной особенностью доставки лекарств является мезопористость CZ ⁹ , которая позволяет адсорбировать и транспортировать одновременно несколько типов молекул, наночастиц и больших биомолекул для различных биомедицинских приложений.Кроме того, простая модификация CZ позволяет контролировать размер микропор и удельную поверхность без деформации каркаса CZ. ⁸ Кроме того, CZ является эффективным адъювантом при лечении рака. ^{26 , 27}

MPM позволяет обнаруживать образцы CZ в 3-D с использованием ближнего инфракрасного излучения и отображать взаимодействие отдельных нано / микрочастиц с красителями, чтобы количественно исследовать и понимать взаимодействие основных частиц CZ со специфическими гостевыми соединениями.Экспериментальные результаты, полученные в нашем исследовании для нескольких красителей, показывают, что адсорбция CZ существенно зависит от полярности молекул. Отрицательно заряженные частицы CZ позволяют эффективно адсорбировать катионные молекулы, плохо адсорбируют нейтральные молекулы и не адсорбируют анионные молекулы. Характеристики загрузки-высвобождения молекулы зависят от содержания катиона CZ и могут контролироваться путем катионного обмена.

Было проведено более подробное исследование взаимодействия CZ с HYP, естественным пигментом, обнаруженным в растениях рода Hypericum.В последнее время HYP привлекает все большее внимание из-за его высокой фототоксичности в отношении вирусов и злокачественных клеток. ^{28 — 30} Кроме того, было показано, что HYP является эффективным сенсибилизатором для селективной регулируемой светом модификации коллагена в соединительных тканях, ^{31 , 32} , что важно для терапии коллагеновых волокон. родственные расстройства и тканевая инженерия. Однако молекулы HYP агрегируют в воде или крови, образуют нерастворимые нефлуоресцентные комплексы и теряют фотосенсибилизирующие, противоопухолевые свойства. ³³ Чтобы преодолеть этот недостаток, поливинилпирролидон (средняя молекулярная масса 40 000) был протестирован как водорастворимый носитель, обеспечивающий внутривенную транспортировку HYP. ³⁴ Микропористые частицы CZ, как более универсальный переносчик для системного применения HYP, были предложены и количественно исследованы ранее. ¹⁶ Спектры поглощения и флуоресценции HYP сильно зависят от молекулярного окружения. Используя эту функцию HYP, измеряли скорость высвобождения HYP из частиц CZ в присутствии биомолекул.В частности, скорость высвобождения HYP в присутствии BSA, коллагена, человеческого гемоглобина и липидов оценивалась с использованием модели кинетики первого порядка, где логарифм концентрации красителя линейно зависел от времени. В этом случае простой графический метод позволил определить скорость выброса по наклону прямой и вычислить коэффициент корреляции R2. ¹⁶ Однако модель кинетики первого порядка и графический метод количественной оценки имеют ограниченное применение.В недавнем исследовании ³⁵ система высвобождения лекарственного средства на основе нагруженного бексаротеном CZ была количественно исследована методом HPLC-DAD, и было показано, что в зависимости от типа иммобилизации лекарственного средства процесс высвобождения хорошо описывался либо кинетическая модель первого порядка или модель Корсмейера – Пеппаса. В первой модели скорость высвобождения лекарства постоянна, тогда как во второй модели скорость высвобождения является функцией времени. Кроме того, модель кинетики первого порядка не может быть использована, когда температура системы изменяется или имеется несколько типов пор с разными скоростями высвобождения.Для количественной оценки экспериментальных результатов здесь используется метод подбора кинетических кривых, который позволяет применять больше параметров для характеристики профилей высвобождения. Кроме того, этот более общий подход позволяет сравнивать различные математические модели и выбирать наиболее надежную модель, которая обеспечивает наилучшую спецификацию системы высвобождения лекарственного средства. Более того, этот подход требует относительно короткого времени для измерений флуоресценции по сравнению с подходом, описанным в предыдущей публикации, ¹⁶ , что является важным фактором в экспериментах in vivo .

В этих экспериментах мы используем коллаген из BAT, который в основном состоит из коллагена типа I. Коллаген типа I является основным коллагеновым компонентом роговицы, кожи, костей, хрящей и других волокнистых соединительных тканей. Используемый препарат коллагена нерастворим в воде, водных буферах и органических растворителях, и меньшая скорость высвобождения HYP в присутствии коллагена I типа может быть связана именно с этой особенностью макромолекулы.

В дополнение к экспериментам по адсорбции / высвобождению, мы изготовили магнитные частицы CZ для разработки нового многофункционального магнитного и оптического зонда.Магнитные композиты CZ демонстрируют сильные и стабильные магнитные свойства, которые позволяют отделить эти частицы от других материалов, и в будущем могут быть использованы для контролируемой доставки лекарств и МРТ.

Недавно были синтезированы различные нанозеолиты с магнитными нанокомпозитами и изучена их пригодность для загрузки доксорубицина. ³⁶ Ни один из цеолитов или магнитных нанокомпозитов не проявил токсичности для экспериментальных раковых клеток, а магнитные композиты на основе цеолита считались биосовместимыми медицинскими устройствами, которые можно использовать для эффективной загрузки и медленного высвобождения.Кроме того, было обнаружено, что искусственные цеолиты, синтезированные с магнитными НЧ, обладают сильными магнитными свойствами, что позволяет манипулировать ими, отделять их от других материалов и использовать в МРТ. ³⁷ Кроме того, была продемонстрирована эффективность магнитных наночастиц на основе гидроксиапатита при гипертермии рака in vivo . ³⁸ Для достижения гипертермии мышей помещали в катушку индукционного нагревателя диаметром 3 см. Только мыши, которым вводили магнитные наночастицы и лечили переменным магнитным полем, показали резкое уменьшение объема опухоли.Рецидива опухоли не отмечалось. В этих экспериментах температуру повышали с 38 ° C до 44 ° C в течение 5 минут и поддерживали в желаемом температурном интервале (от 45 до 46 ° C) в течение 15 минут. ³⁸

5.

Заключение

Нелинейные оптические свойства природного цеолита типа CZ позволили использовать MPM для визуализации нано / микрочастиц CZ и визуализации процессов адсорбции / десорбции красителя. Динамическое взаимодействие комплексов CZ-краситель с биомолекулами количественно оценивали с помощью флуоресцентной и абсорбционной спектрометрии.Разработан метод изготовления магнитных частиц CZ и продемонстрированы некоторые магнитные свойства. Магнитные нано / микрочастицы CZ можно рассматривать как новые мультимодальные зонды для оптической визуализации и МРТ, термо- и фототерапии, а также как эффективные контейнеры для контролируемой доставки лекарств. Необходимы дальнейшие исследований in vivo для оценки эффективности магнитных CZ нано / микрочастиц в терапии гипертермии рака.

Reade Advanced Materials — природные цеолиты и синтетические цеолиты

Физические свойства

a) Минус 6 плюс 40 меш
b) Минус 40 плюс 80 меш
c) 80 меш и мельче
d) 100 меш и мельче
e) 200 меш и мельче

Химические свойства

SiO2 = от 61 до 67%, Al2O3 = от 11 до 12.4%, Fe2O3 = 4,30–6,98%, Ca0 = 2,52–3,24%, Na20 = 1,66–1,79%, K20 = 1,85–2,07%, Mg0 = 1,54–1,64%, LOI = 8,41–9,30%

Типичные области применения

Контроль запаха, промышленные абсорбенты, промышленные наполнители, абсорбция газов, восстановление почвы, фильтрация сточных вод, флокулянт, корма для животных, гидропоника, молекулярные сита, катализаторы, осушители, легкий бетон, акустика, керамика,

Описание

Цеолит — это группа природных или синтетических гидратированных алюмосиликатных минералов, которые содержат щелочные и щелочные металлы.Он характеризуется каркасной структурой, которая включает в себя взаимосвязанные полости, занятые ионообменными крупными катионами металлов и молекулами воды, обеспечивающими обратимую дегидратацию.

Цеолит рекомендуется в производстве моющих средств для удаления жесткости и ионов тяжелых металлов и нейтрализации кислых вод, высокой катионообменной способности, способности абсорбировать газ и удерживать воду. Их большая эффективная площадь поверхности придает им превосходные адсорбционные свойства.

Доступные опции:

а) Цеолит природный

б) Синтетический цеолит

Упаковка

10 кг. полиэтиленовые пакеты, супер мешки по 1 тонну, грузовые автомобили или железнодорожные вагоны

Синонимы

цеолиты, природные цеолиты, синтетические цеолиты, цеолитные минералы, цеолитовая руда, клиноптилолит, морденит, кальцит голубой речной белый, стильбит, гаарготи, филлипсит, гейландит, молекулярное сито, CAS № 1318-02-1

Классификация

Цеолиты природные и синтетические TSCA (SARA Title III) Статус: неизвестен.Для получения дополнительной информации, пожалуйста, позвоните в E.P.A. по 1.202.554.1404

Цеолиты природные и синтетические Номер CAS: CAS № 1318-02-1

Что такое цеолиты? | Как работают цеолитные катализаторы?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 24 августа 2021 г.

Нагрейте стакан с водой, и вы увидите, что от него рано или поздно поднимается пар, когда он
доходит до кипения. Вы, конечно, не ожидаете того же
произойдет, если вы нагреете камень — если только это не особый вид камня, называемый
цеолит, который удерживает воду внутри себя.Еще в 1756 г., шведский
геолог Аксель Кронштедт (1722–1765) — наиболее известный как первооткрыватель
никель — придумал название «цеолит», потому что оно буквально означает
«кипящий камень»; сегодня этот термин обозначает более 200 различных минералов.
у которых есть все виды интересных применений, от умягчителей воды и кошачьих
подстилка для кормов для животных и промышленных катализаторов. Что такое цеолиты и
как они работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: Сила небытия: в кристаллах цеолита, как в этом
Как видно из иллюстрации, поры между атомами алюминия, кремния и кислорода так же важны, как и сама кристаллическая структура.Предоставлено НАСА Центр космических полетов им. Маршалла (NASA-MSFC).

Что такое цеолиты?

Цеолиты представляют собой гидратированные алюмосиликатные минералы, образованные из связанных тетраэдров
оксид алюминия (AlO4) и кремнезем (SiO4).
Проще говоря, это твердые тела с относительно открытой трехмерной кристаллической структурой.
построенный из элементов алюминия, кислорода и кремния, с щелочью или
щелочноземельные металлы (такие как натрий, калий и магний) плюс
молекулы воды застряли в промежутках между ними.Цеолиты образуются с
множество различных кристаллических структур, которые имеют большие открытые поры (иногда называемые
как полости) в очень правильном расположении и примерно одинаковом
размер как маленькие молекулы.

Существует около 40 природных цеолитов, образующихся как в вулканических, так и в осадочных породах;
по данным Геологической службы США, наиболее часто добываемые формы включают
шабазит,
клиноптилолит и
морденит.
Еще десятки искусственных, синтетических цеолитов (около 150) были разработаны для конкретных целей,
Самыми известными из них являются цеолит А (обычно используемый в качестве стирального порошка),
цеолиты X и Y (два разных типа фожазитов, используемых
для каталитического крекинга) и нефтяной катализатор ЗСМ-5 (фирменное наименование пентасил-цеолита).

Диаграмма: Откуда берутся природные цеолиты? Расчетная мировая добыча на рудниках на 2020 год. Китай остается ведущим производителем, на его долю приходится почти треть всех природных цеолитов (320 000 тонн), но ничего подобного 2 миллионам тонн, которые
ранее он утверждал, что производит. Источник: Геологическая служба США: Сводные данные по минеральным товарам: цеолиты (природные), январь 2021 года. По данным Геологической службы США, общие мировые запасы цеолитов неизвестны, «но оцениваются как большие».

Какими особыми свойствами обладают цеолиты?

Цеолиты — это очень стабильные твердые вещества, устойчивые к условиям окружающей среды, которые бросают вызов многим другим.
материалы.Их не беспокоят высокие температуры, потому что они имеют относительно высокие температуры плавления (более 1000 ° C),
и они не горят. Они также устойчивы к высокому давлению, не растворяются в воде или
другие неорганические растворители и не окисляются на воздухе. Считается, что они не вызывают здоровье
проблемы из-за, например, контакта с кожей или вдыхания, хотя и в волокнистой форме, они могут
обладают канцерогенным (канцерогенным) действием. Поскольку они не реагируют и основаны на природных минералах, считается, что они не оказывают вредного воздействия на окружающую среду.Хотя цеолиты могут показаться невероятно скучными, их стабильная и инертная природа не делает их полезными.

Анимация (вверху): Ионный обмен в цеолитах: цеолитная «клетка» (серая) улавливает поступающие ионы (красный и оранжевый) и выпускает другие (желтые) вместо них.

Самое интересное в цеолитах — это их открытая, каркасная, «каркасная» структура.
и то, как он может удерживать внутри себя другие молекулы. Так молекулы воды и щелочного или щелочноземельного металла
ионы (положительно заряженные атомы со слишком малым количеством электронов,
иногда называемые катионами) становятся частью кристаллов цеолита, хотя они не обязательно остаются там
постоянно.Цеолиты могут обменивать другие положительно заряженные ионы на
ионы металлов, изначально захваченные внутри них (технически это
известный как катионный обмен) и, как обнаружил Кронштедт, более 250
лет назад они могли очень легко приобретать или терять молекулы воды.
тоже (это называется обратимым обезвоживанием). Цеолиты
имеют регулярные отверстия фиксированного размера, через которые небольшие молекулы
пройти прямо, но поймать более крупных; вот почему они иногда
называемые молекулярными ситами.
В отличие от природных цеолитов, которые встречаются в случайных формах и смешанных размерах, синтетические
цеолиты производятся в очень точных и однородных размерах
(обычно от 1 мкм до 1 мм) в зависимости от конкретного применения; другими словами,
они сделаны определенного размера, чтобы удерживать внутри себя молекулы определенного (меньшего) размера.

Хотя все цеолиты являются алюмосиликатами, некоторые содержат больше оксида алюминия, а
другие содержат больше кремнезема. Цеолиты с высоким содержанием глинозема притягиваются к полярным молекулам.
такие как вода, в то время как цеолиты, богатые диоксидом кремния, лучше работают с неполярными молекулами.

Фото: Синтетические кристаллы цеолита, выращенные в CAMMP (Центр современной обработки материалов в условиях микрогравитации),
Центр партнерских исследований, спонсируемый НАСА. Те, что справа, примерно в 10 раз больше (25 мкм), чем те, что слева (2.5 мкм). Фото любезно предоставлено доктором Альбертом Сакко и Центром космических полетов НАСА им. Маршалла (NASA-MSFC).

Для чего используются цеолиты?

Фото: НАСА экспериментирует с использованием цеолитов для хранения водорода, который можно использовать
в топливных элементах. На верхнем фото показаны цеолиты, выращенные на Земле; на нижнем изображены аналогичные кристаллы, выращенные в условиях микрогравитации в космосе. Фото НАСА Центр космических полетов им. Маршалла любезно предоставлено
Интернет-архив.

Каркасная структура цеолитов делает их полезными во всех смыслах.Одно из самых распространенных повседневных применений цеолитов — это умягчители воды и
фильтры для воды.
В ионообменных установках для смягчения воды, например,
жесткая вода (богатая ионами кальция и магния) подается через
колонка заполнена натрийсодержащими цеолитами. Цеолиты улавливают
ионы кальция и магния и высвобождают ионы натрия в своих
место, чтобы вода стала мягче, но богаче натрием. Много
моющие средства для повседневной стирки и посудомоечных машин содержат цеолиты,
удалить кальций и магний и смягчить воду, чтобы они работали больше
эффективно.

Два других очень распространенных повседневного использования цеолитов — контроль запаха.
и наполнитель для туалета для домашних животных; в обоих случаях пористая кристаллическая структура
цеолиты помогают, задерживая нежелательные жидкости и молекулы запаха. Этот
простая идея, столь эффективная в наших домах, имеет гораздо более важные применения
вне их: цеолиты оказались чрезвычайно эффективными при удалении
радиоактивные частицы из ядерных отходов и очистка почв
загрязнен токсичными тяжелыми металлами. (После ядерной катастрофы на Фукусиме в Японии в 2011 г.
фермеры, выращивающие рис, разбрасывают цеолиты на своих полях, пытаясь уловить любые оставшиеся радиоактивные загрязнители.)
Многие другие применения цеолитов, включая производство бетона, кондиционеры почвы и животноводство.
еда.

Фото: Ученые Министерства сельского хозяйства США обнаружили, что покрытие из цеолита
может помочь защитить ценный урожай люцерны стоимостью 10 миллиардов долларов в год от болезней, передаваемых через почву.
Поскольку цеолит встречается в естественных условиях, эта обработка считается
органический. Фото Деборы Самак любезно предоставлено USDA-ARS.

Что такое цеолитные катализаторы?

Фото: Цеолитовые катализаторы используются в установках каталитического крекинга, подобных этому.
сырую нефть (нефть) на десятки полезных повседневных продуктов и химикатов.Любезно предоставлено
US DOE / NREL (Министерство энергетики / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии).

Еще одно важное применение цеолитов — это катализаторы в лекарствах (фармацевтика).
производства и в нефтехимической промышленности, где они используются в
каталитические крекинг-установки для расщепления больших молекул углеводородов на
бензин, дизельное топливо, керосин, парафин и прочие побочные продукты
нефти. Опять же, именно пористая структура цеолитов
оказывается важным. Множество пор в открытой структуре цеолита
как миллионы крошечных пробирок, в которых атомы и молекулы становятся
в ловушке и легко протекают химические реакции.Поскольку поры в
определенные цеолиты имеют фиксированный размер и форму, цеолитные катализаторы
могут избирательно воздействовать на определенные молекулы, поэтому они
иногда их называют катализаторами избирательной формы (они могут
выберите молекулы, над которыми они работают, помимо формы и
размер, однако). Как и все катализаторы, цеолиты можно использовать повторно и
снова.

Характеристика и использование природных цеолитов в технических приложениях

Структура и типы цеолитов — Lenntech

Типы цеолитов

Цеолиты — это природные минералы, которые добываются во многих частях мира; большинство цеолитов, используемых в коммерческих целях, получают синтетическим путем. При разработке приложений для цеолитов важно помнить, что не все эти минералы одинаковы.

Существует около 50 различных типов цеолитов (клиноптилолит, шабазит, филлипсит, морденит и т. Д.) С различными физическими и химическими свойствами. Основные различия объясняются кристаллической структурой и химическим составом. Плотность частиц, катионная селективность, размер молекулярных пор и прочность — это лишь некоторые из свойств, которые могут различаться в зависимости от рассматриваемого цеолита. Важно знать, какой конкретный тип цеолита используется, чтобы убедиться, что он подходит для ваших нужд.

Существует множество природных и синтетических цеолитов, каждый из которых имеет уникальную структуру. Коммерчески доступные размеры пор находятся в диапазоне от приблизительно 3 Å до приблизительно 8 Å. Некоторые из коммерческих материалов: A, бета, морденит, Y, ZSM-5.

Самые большие различия между природными и синтетическими цеолитами заключаются в следующем:

• Синтетические материалы производятся из энергоемких химикатов, а натуральные вещества обрабатываются из природных рудных тел.
• Синтетические цеолиты имеют отношение диоксида кремния к оксиду алюминия 1: 1, а клиноптотилит (клино) цеолиты имеют отношение 5: 1.
• Природные цеолиты Clino не разрушаются в слабокислой среде, в отличие от синтетических цеолитов. Структура природного цеолита содержит более кислотоустойчивый диоксид кремния, который удерживает структуру вместе. Природный цеолит clino широко используется в сельском хозяйстве в качестве почвенной добавки и кормовой добавки.

В 1948 году Ричард Баррер впервые произвел синтетический цеолит, у которого не было природного аналога. Примерно в то же время Милтон создал первые материалы, не имевшие природного аналога, такие как цеолит А.Новые природные цеолиты все еще открываются, и новые синтетические цеолиты изобретаются во многих лабораториях по всему миру.

Щелкните здесь, чтобы получить представление о цеолите или получить дополнительную информацию о применении цеолита.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о цеолитах.

Минералогическое общество Америки — Природные цеолиты: появление, свойства, применение

Минералогическое общество Америки — Природные цеолиты: появление, свойства, применения

Заказать публикации онлайн (скидка 25% для участников MSA, CMS и GS, кроме доставки)
MinPubs.org Pay-Per-View GeoScienceWorld Pay-Per-View

Описание Содержание Список томов

Том 45: Природные цеолиты: появление, свойства, применение

Дэвид Л. Биш и Дуг В. Минг, редакторы

2001 i-xiv + 654 стр. ISBN 0-939950-57-X; ISBN13 978-0-939950-57-7

Минералогия и геология природных цеолитов был опубликован в 1977 году. Д-р Фред Мамптон, лидер сообщества природных цеолитов более трех десятилетий, редактировал первоначальный том.Со времени первоначального краткого курса по цеолитам MSA в ноябре 1977 года произошли крупные разработки, касающиеся почти всех аспектов природных цеолитов. В наших знаниях о кристаллохимии и структуре природных цеолитов (главы 1 и 2) произошел взрывной рост, отчасти благодаря широко распространенному в настоящее время методу Ритвельда, который позволяет обрабатывать данные порошковой дифракции. Исследования по геохимии природных цеолитов также значительно расширились, отчасти в результате интересов, связанных с удалением радиоактивных отходов, и в главах 3, 4, 5, 13 и 14 подробно описаны последние результаты в этой важной области.До второй половины 20 века цеолиты часто рассматривались как геологическая диковинка, но теперь известно, что они широко распространены во всем мире в осадочных и магматических отложениях и в почвах (главы 6–12). Точно так же, заимствуя новые знания, полученные в результате исследований синтетических цеолитов и свойств природных цеолитов, применение природных цеолитов значительно расширилось со времени выхода первого тома о цеолитах. В главе 15 подробно описано использование природных цеолитов для удаления ионов аммония, тяжелых металлов, радиоактивных катионов и органических молекул из природных вод, сточных вод и почв.Точно так же в главе 16 описывается использование природных цеолитов в качестве строительных блоков и цементов в строительной индустрии, в главе 17 описывается их использование в системах хранения, обогрева и охлаждения солнечной энергии, а в главе 18 описывается их использование в различных областях сельского хозяйства, включая как почвенные кондиционеры, удобрения с медленным высвобождением, беспочвенные субстраты, носители инсектицидов и пестицидов, а также средства восстановления загрязненных почв. Большая часть материала в этом томе является совершенно новым, и Natural Zeolites: Occurrence, Properties, Applications представляет свежий и расширенный взгляд на многие из тем, содержащихся в томе 4.

Мы надеемся, что этот новый расширенный том пробудит интерес к этой увлекательной и технологически важной группе минералов, отчасти благодаря разделу «Предложения для дальнейших исследований» в каждой главе.

Дэвид Л. Биш, Лос-Аламос, Нью-Мексико, США
Дуглас В. Минг, Хьюстон, Техас, США
1 сентября 2001 г.

Содержание тома 45

Титульный лист

с. я

Авторские права

с. II

Предисловие и предисловие

с.iii — iv

Содержание

с. v — xiv

Исправления, главы 1, 4, 6, 7, 9, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 pdf или html

МИНЕРАЛОГИЯ

Глава 1. Кристаллические структуры природных цеолитов

Томас Армбрустер и Микки Э. Гюнтер, стр. 1–68

Глава 2. Кристаллохимия цеолитов

Э. Пассалья и Ричард А. Шеппард, стр. 69–116

Глава 3. Геохимическая устойчивость природных цеолитов

Стив Дж.Чипера и Джон А. Аппс, стр. 117–162

Глава 4. Изотопная геохимия цеолитов

Харальдур Р. Карлссон, стр. 163–206

Глава 5. Номенклатура клиноптилолит-гейландита

Дэвид Л. Биш и Джереми М. Боук, стр. 207–216

ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Глава 6. Появление цеолитов в осадочных породах: обзор

Ричард Л. Хэй и Ричард А. Шеппард, стр. 217–234

Глава 7. Цеолиты в закрытых гидрологических системах

А. Ланджелла, Пьерджулио Каппеллетти и Роберто де Дженнаро, стр. 235–260

Глава 8. Образование цеолитов в открытых гидрологических системах

Ричард А. Шеппард и Ричард Л. Хэй, стр. 261–276

Глава 9. Цеолиты в диагенезе погребений и низкокачественные метаморфические породы

Минора Утада, стр. 277–304

Глава 10. Цеолиты в гидротермально измененных породах

Минора Утада, стр.305–322

Глава 11. Цеолиты в почвенных средах

Дуглас В. Минг и Янис Л. Беттингер, стр. 323–346

Глава 12. Цеолиты в коллекторах нефти и природного газа

Адзума Иидзима, стр. 347–402

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Глава 13. Температурное поведение природных цеолитов

Дэвид Л. Биш и Дж. Уильям Кэри, стр. 403–452

Глава 14. Катионообменные свойства природных цеолитов

Роберто Т.Пабалан и Ф. Поль Бертетти, стр. 453–518

ПРИЛОЖЕНИЯ

Глава 15. Применение природных цеолитов для очистки воды и сточных вод

Денес Калло, стр. 519–550

Глава 16. Использование цеолитного туфа в строительной промышленности

Кармине Колелла, Маурицио де Дженнаро и Росарио Айелло, стр. 551–588

Глава 17. Природные цеолиты в солнечной энергии — нагрев, охлаждение и хранение энергии

Димитра I.Чернев, п. 589–618

Глава 18. Использование природных цеолитов в агрономии, садоводстве и экологическом восстановлении почв

Дуглас В.