矿物材料
矿物材料的合成及其应用
矿物材料的合成及其应用矿物材料是指经过人工合成或天然存在的多种矿物质组合而成的材料，由于其在人类生产和生活中的广泛应用，矿物材料成为了极具发展潜力的领域之一。
在这篇文章中，我们将就矿物材料的合成及其应用进行探讨。
一、矿物材料的合成矿物材料的合成是指通过化学反应或物理方法等方式将多种矿物质组合而成的新材料。
常见的矿物材料合成方法有固相反应、液相反应、气相反应等。
1.固相反应固相反应即将所需的原料混合均匀后进行高温反应，产生一种新的矿物结构。
这种方法一般用在晶体材料或非晶体材料合成。
例如，制备新型载药系统的核壳结构材料——负载硅酸盐纳米颗粒的杂化微粒，通过固相反应方法实现了核壳结构的制备。
2.液相反应液相反应即将所需的原料溶于水或有机溶剂等溶液中，以化学反应的形式完成合成。
该方法适用于制备高纯度、均一性较好、形态规则的新型材料。
例如，在固溶体中制备有定向生长性质的纳米颗粒，则可采用液相拉曼光谱法，通过在较长时间尺度内草地化学特性的演化，制备形态规则好、粒径可控、生长机理可解释的纳米晶体材料。
3.气相反应气相反应即将可气化的原料在气氛中进行反应合成。
这种方法能够制备高纯度、较高晶化度的薄膜或纳米颗粒等基于气相合成的新型材料。
例如，当采用较高的温度和气体压力时，钛、氧气和水在反应器中进行气相反应，最终合成颗粒粒径可达20nm的纳米钛酸钾。
二、矿物材料的应用矿物材料的应用覆盖了人类生产和生活的许多领域：从建筑材料到制造、制冷、医疗卫生等方面，矿物材料都发挥着重要作用。
1.建筑材料矿物材料在建筑材料中广泛应用，如水泥、钢筋等常规材料，除此之外，还有复合材料、新型保温材料、硅酸盐水泥及改良剂等。
例如，铝基蜂窝板作为轻质材料，不仅保证了外保证了外墙保温，还具有隔音、隔热、耐火、防火等多重性能。
2.医疗卫生矿物材料在医疗卫生领域中具有重要应用。
例如，人工骨骼、牙齿、人工关节等，这些都是依托于矿物材料的特定物理和化学性质制造的蓝色喷雾。
矿物功能材料
矿物功能材料矿物功能材料是指利用矿物资源制备的具有特定功能的材料，广泛应用于工程、环保、生物医药等领域。
矿物功能材料具有优异的物理化学性能和特殊的功能特点，对于提高材料的性能、降低成本、促进产业结构调整和升级具有重要意义。
下面我们将从矿物功能材料的种类、特点和应用等方面进行介绍。
首先，矿物功能材料的种类主要包括无机非金属功能材料、复合材料、功能陶瓷材料等。
其中，无机非金属功能材料是以矿物资源为主要原料，通过物理、化学或其他方法制备而成的具有特定功能的材料，如水泥、玻璃纤维等；复合材料是将两种或两种以上的材料组合而成，以发挥各自材料的优点，如碳纤维复合材料、玻璃钢等；功能陶瓷材料是指具有特殊功能的陶瓷材料，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等。
其次，矿物功能材料具有独特的特点。
首先，矿物功能材料具有优异的物理化学性能，如高强度、耐磨损、耐高温、耐腐蚀等，能够满足各种工程和科研领域的需求；其次，矿物功能材料具有特殊的功能特点，如导热、导电、绝缘、光学、磁学等，可以应用于电子、光电、信息、生物医药等领域；最后，矿物功能材料具有丰富的资源储备，可以有效利用矿产资源，降低生产成本，促进资源的可持续利用。
最后，矿物功能材料在工程、环保、生物医药等领域具有广泛的应用。
在工程领域，矿物功能材料被广泛应用于建筑材料、道路材料、隔热材料等，能够提高工程材料的性能和使用寿命；在环保领域，矿物功能材料可以应用于污水处理、废气治理、固体废物处理等，对于改善环境质量具有重要作用；在生物医药领域，矿物功能材料可以应用于药物载体、医用陶瓷、生物传感器等，对于提高医疗技术水平具有积极意义。
总之，矿物功能材料作为一种重要的新型材料，在材料科学和工程领域具有广阔的应用前景。
随着科技的不断进步和材料工艺的不断完善，相信矿物功能材料将会在未来的发展中发挥越来越重要的作用，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
地质专业需要牢记的矿物
地质专业需要牢记的矿物引言：地质学是研究地球的物质组成、内部结构和演化过程的学科，而矿物是地球物质的基本组成单位。
作为地质专业的学生，了解和熟记一些重要的矿物对于理解地球的形成和演化过程至关重要。
本文将介绍一些地质专业需要牢记的矿物，帮助读者更好地理解地球的构成和演化。
一、石英（Quartz）石英是地壳中最常见的矿物之一，也是最硬的自然矿物之一。
它的化学式为SiO2，具有六方晶系结构。
石英在地壳中广泛分布，常见于花岗岩、砂岩等岩石中。
它具有高熔点、高硬度和化学稳定性，被广泛应用于玻璃制造、电子工业和建筑材料等领域。
二、长石（Feldspar）长石是地壳中最常见的矿物之一，占地壳总量的60%以上。
它的化学式为KAlSi3O8，具有三斜晶系结构。
长石在火成岩和变质岩中广泛存在，是岩石中的主要矿物之一。
它具有较低的硬度和化学稳定性，常用于制陶、玻璃和建筑材料等领域。
三、方解石（Calcite）方解石是一种常见的碳酸盐矿物，化学式为CaCO3，具有三方晶系结构。
方解石广泛分布于地壳中，常见于沉积岩和变质岩中。
它具有较低的硬度和化学稳定性，可以用于制造石灰石、建筑材料和肥料等。
四、云母（Mica）云母是一类具有层状结构的矿物，包括伊利石、白云母和黑云母等。
它们的化学式和晶体结构各不相同。
云母在地壳中广泛存在，常见于火成岩和变质岩中。
云母具有良好的隔热性和电绝缘性，被广泛应用于电子工业、建筑材料和化妆品等领域。
五、磁铁矿（Magnetite）磁铁矿是一种含铁的氧化物矿物，化学式为Fe3O4，具有立方晶系结构。
磁铁矿是地壳中重要的铁矿石之一，广泛分布于火成岩和变质岩中。
它具有较高的磁性和导电性，被广泛应用于制造磁铁、电磁设备和钢铁工业等领域。
六、黄铁矿（Pyrite）黄铁矿是一种含铁的硫化物矿物，化学式为FeS2，具有立方晶系结构。
黄铁矿在地壳中广泛存在，常见于沉积岩和变质岩中。
它具有金属光泽和较高的硬度，常被误认为是金的“愚人矿石”。
环境工程用矿物材料
麦饭石成因及分布
麦饭石属火山岩类，其主要矿物质是火山岩。麦饭石被认 为是5000-7550万年前火山喷射出的熔岩埋于地下，经过火 山的高湿、炎热春天所产生的酸性物质以及地壳变动所产生 的压力而形成。由此可以推断，麦饭石产于火山地带。
内蒙古、辽宁阜新、山东、黑龙江、新疆、河南、河北以 及南方部分地区。各地储量不同，其中北方储量最大。各地 所产麦饭石品质差别较大，其中以山东、内蒙古为佳，当地 石质较好，可以进行雕刻等加工。有些地区的麦饭石由于形 成年代比较晚，石质较稀松，只能碎化处理后重新压制成型。
环境工程用矿物材料
环境矿物材料是指由矿物及其改性产物组成的与生态 环境具有良好协调性或直接具有防治污染和修复环境功 能的一类矿物材料。一般指的是无机非金属矿物材料， 也包括一些金属矿物材料。
矿物材料是与环境协调性最佳的材料，具有资源丰富、 价格低廉、污染少等优点。对矿物材料进行改性，或者 与其他多种天然矿物材料复合后能达到提高处人体必需的多种微量 元素，可以用于水质净化、污水处理，并且对细菌具有很强 的吸附作用。饮用麦饭石水，可以调节机体的新陈代谢，有 健胃、利尿、保肝和防衰老作用，对人类大有益处。
此外，还可以应用于蔬菜水果保鲜、动物养殖、植物栽培、 冰箱除臭等。用现代技术测试分析表明 ，麦饭石含有为人体 健康所需多种微量元素，人长期饮用麦饭石矿物水，可以补 充人体所需矿物质和多种微量元素，为有机体提供了无机营 养成分，调节新陈代谢，麦饭石矿物水可供保健理疗洗浴， 经常洗浴，可起强身健体之效，相当矿泉水浴。麦饭石具有 一定的吸附作用，经多次实验证明，麦饭石对某些病毒和有 害微生物及重金属元素，有机物质具有一定的净化能力。在 污水处理， 饮水净化与除异味等方面，麦饭石都有效果 。
麦饭石的特性： a.多孔 b.吸附性强及净化水功能 c.麦饭石中包含的天然矿 物质易于释放
侵入岩中常见的矿物
侵入岩中常见的矿物
岩石由不同类型的矿物组成，这些矿物对于研究地质历史和资源勘探至关重要。
以下是一些侵入岩中常见的矿物：
1. 石英：石英是一种硬度高、透明或半透明的矿物，常见于花岗岩和闪长岩中。
它有很高的化学稳定性，被广泛用于建筑和装饰材料。
2. 长石：长石是一种具有不同颜色和纹理的矿物，常见于岩浆和侵入岩中。
它是建筑和装饰材料的主要成分之一。
3. 云母：云母是一种具有片状结构的矿物，常见于花岗岩和闪长岩中。
它具有很高的隔热性能，被广泛用于高温绝缘材料和电子元件。
4. 磁铁矿：磁铁矿是一种黑色、有磁性的矿物，常见于侵入岩中。
它是铁矿石的主要成分之一，被广泛用于制造钢铁和磁性材料。
5. 辉石：辉石是一种具有不同颜色和结构的矿物，常见于侵入岩和变质岩中。
它是建筑和装饰材料的主要成分之一。
这些矿物不仅在建筑和装饰材料中有广泛应用，还是地质勘探和矿产资源开发的重要指标。
对于研究地球历史和地质活动，了解这些矿物的性质和分布也至关重要。
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矿物材料的制备与应用
矿物材料的制备与应用矿物材料是指在自然界中可以找到的矿物质，可以应用于人类生产生活中的各个领域。
矿物材料的制备与应用是当今世界上研究的热点之一。
本文将从矿物材料的基本概念、矿物材料的制备技术和矿物材料的应用三个方面阐述矿物材料的制备与应用。
一、矿物材料的基本概念矿物质是指自然界中具有一定化学成分和结构特点的天然矿物。
常见的矿物质有石英、方解石、云母等。
而矿物材料是指采用矿物质作原料，通过加工、制备等工艺，制成可用于工业、建筑、化工等领域的材料。
矿物材料具有很好的物理化学性能，如高温稳定性、防腐性、抗磨、抗压、耐蚀等。
另外，矿物材料还具有广泛的应用前景，如在能源、电子、环境等领域中都有广泛的应用。
二、矿物材料的制备技术矿物材料的制备技术可以分为常规物理制备、化学制备和生物制备三类。
1. 常规物理制备常规物理制备是指采用物理方法对矿物材料进行制备。
常见的常规物理制备方法包括: 粉末冶金、溶胶-凝胶法、高温合成等。
其中，由于粉末冶金方法可以制备出种类丰富、性能卓越的粉末冶金材料，因此被广泛应用于制备矿物材料中。
2. 化学制备化学制备是指采用化学反应方法对矿物材料进行制备。
常见的化学制备方法包括: 沉淀、溶剂热法、水热法等。
其中，水热法具有简单、低成本、高纯度的特点，被广泛应用于制备矿物材料中。
3. 生物制备生物制备是指通过生物体自身代谢的过程，复制矿物生长的过程，制备处具有矿物质结构的材料。
生物制备技术有生物修饰、微生物生物制备、细胞生物制备、矿物感受功能蛋白生物制备等。
生物制备技术还具有绿色环保、高效、智能等特点。
三、矿物材料的应用1. 电子领域矿物材料在电子领域中的应用十分广泛。
例如，在半导体领域中，二氧化硅、石墨、硅等矿物材料被广泛应用。
而石墨烯、氧化铝等新型矿物材料的研究与应用也成为了研究的重点。
2. 环境领域矿物材料在环境领域中的应用主要是催化剂的制备与应用。
例如，Fe2O3、CuO等金属氧化物矿物材料可以作为脱硝催化剂，去除废气中的NOx。
矿物材料PPT课件
03
常见矿物材料介绍
金属矿物材料
铁矿
铁是世界上使用最广泛的金属之一，铁矿是用来提取 铁的矿物，如磁铁矿、赤铁矿等。
铜矿
铜是一种重要的工业金属，用于制造电线、管道和各 种合金。常见的铜矿物有黄铜矿、辉铜矿等。
铝矿
铝是轻质且具有高强度的金属，铝矿物有铝土矿、霞 石等。
非金属矿物材料
石英
云母
石英是地壳中最常见的矿物之一，广 泛用于玻璃、陶瓷、铸造和研磨材料 等领域。
废弃物处理与资源化
对矿物材料生产过程中产生的废弃物进行妥善处理和资源化利用， 减少对土地、水资源的占用和对环境的污染。
环境修复与治理
对已经受到污染的矿区进行环境修复和治理，恢复生态功能，降低对 周边环境和居民的影响。
矿物材料的技术创新与突破
新材料研发
加强矿物材料的基础和应用研究，开发具有高性能、高附加值的 新材料，满足经济社会发展的需求。
分选是根据矿物之间的物理或化学性 质的差异，将有用矿物和脉石矿物分 离的过程。富集则是指将低品位矿石 中的有用成分聚集到高品位矿石中的 过程。分选与富集是矿物加工过程中 的重要环节，对于提高矿物的利用率 和经济效益具有重要作用。
表面处理
表面处理是通过物理或化学方法对矿 物表面进行处理，改变其表面性质的 过程。表面处理是矿物加工过程中的 重要环节，对于提高矿物的应用性能 和附加值具有重要作用。例如，在涂 料、陶瓷、玻璃等领域中应用广泛的 硅藻土经过表面处理后具有更好的吸 附性能和耐久性。
建筑领域
用于制造混凝土、水泥、瓷砖等建筑材料，具有 强度高、耐久性好等特点。
电ABCD
化工领域
用作催化剂、吸附剂、分离剂等，在石油、化工 、环保等领域有广泛应用。
盘点22大类环境矿物材料,你知道几种
盘点22大类环境矿物材料，你知道几种矿物资源储量丰富，种类繁多，价格低廉，并具有净化和修复环境的功能，用作环保材料具有投资少、处理效果好、二次污染小及可以重复使用等优点，是理想的环境整治材料。
目前，可作为环境整治材料的矿物重要有：膨润土、硅藻土、沸石、海泡石、凹凸棒石、磷灰石、蛭石、电气石、高岭土、石英砂、碳酸钙、累托石、石墨、重晶石、锰矿物、氧化铁矿物、伊利石、白云石、粉煤灰、煤矸石、赤泥、尾矿和废石等。
1、膨润土膨润土是2:1层结构的硅酸盐矿物质，作为一种具有良好吸附特性的吸附剂，在环境污染整治中得到了广泛的应用，重要用于废水净化、油污、城市垃圾、废气净化、汽车尾气处理、土地填埋防渗、矿区修复、放射性废物处理等方面，其中以废水处理的应用最多。
2、硅藻土硅藻土是一种由硅藻及其他微生物的硅质遗体沉积而成的生物硅质沉积岩，具有发达的微孔结构，比表面积巨大，是一种价廉的吸附剂和干燥剂，对废水、废气和土壤中重金属、无机和有机污染物均具有良好的吸附或降解效果，同时也可制成各种形状的调湿材料，并具有绝热脱臭吸音等作用。
3、沸石沸石是含水架状硅铝酸盐，分为合成沸石和天然沸石两大类，极易与水溶液中的阳离子发生交换作用，因而具有良好的选择吸附、离子交换及催化等性能，已成为具有紧要地位的环境工程材料之一，可用于废水处理（去除氨氮、氟、砷、金属离子及有机物等）、空气净化（去除甲醛、干燥与净化）、土壤污染整治、除臭抗菌、固体废弃物处理和催化剂载体等方面。
4、海泡石海泡石是一种富镁纤维状硅酸盐粘土矿物，经活化后制得的吸附剂具有高效、可再生的优点，是一种很有前途的环境材料，可用于水污染整治、大气污染整治、土壤污染整治等方面。
5、凹凸棒石凹凸棒石是具层链状结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，以其独特的结构、大的比表面积和良好的吸附性等特性受到国内外讨论者的青睐，被称为理想的环保材料，在催化剂制备、吸附脱色、废水废气处理、土壤修复等方面具有极大的应用价值。
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第一二章习题1.非金属矿物材料的精细加工制备包括哪些？天然矿物材料精细加工的目的是什么？非金属矿物材料的精细加工制备包括：超细粉粹与分级、矿物原料的纯化、高温物理化学处理、结构改性处理、表面改性处理、矿物材料的化学制备、新型陶瓷粉体的制备。
目的：（1）矿物材料的纯化为，达到改善矿物材料的技术物理性能的目的。
产物保留原矿物的单一矿物特性、构造、化学成分；2）赋予产物新的技术物理性能：原料矿物的结构、矿物组成、表面化学性质发生不同程度的改变。
2.在细磨和超细磨过程中，因机械作用导致的机械化学反应指什么？主要表面在哪三方面？机械化学变化：因机械载荷作用导致的固体物料晶体结构和表面物理化学性质的变化(包括晶格畸变、晶格缺陷、颗粒无定形化、多晶转变、表面自由能增大等) 。
在细磨和超细磨过程中，因机械作用导致的机械化学反应主要表现为三个方面：（1）矿物晶体结构的变化：由于超细过程中强烈的机械化学作用，引起矿物的晶体结构，尤其是颗粒表面结构发生变化，例如位错、缺陷、重结晶，甚至使表面转为非晶态层。
（2）矿物物理化学性质的变化：经过细磨和超细磨后，由于矿物颗粒的内能和表面能的增加以及机械激活作用的影响，使矿物的吸附能力、溶解性和表面电性等均有不同程度的改变。
（3）在局部承受较大应力或反复应力作用的区域产生化学反应：在超细粉碎过程中，矿物颗粒因反复承受应力并受到机械激活作用，有时会在颗粒变细的同时发生化学反应，例如由一种固态物质转变为另一种固态物质，或者因矿物分解释放出气体产物，因晶体结构发生变化或外来离子进入晶体结构而改变矿物的化学组成。
3.超细粉体分级的必要性是什么？分级的必要性:（1）矿物材料的超细粉体在精密陶瓷、涂料、生物工程、电子及尖端技术领域均有广泛应用。
现代科技的发展迫切需要超细而且粒度分布范围窄小的粉体，有时甚至要求达到单一粒径。
但是机械粉碎得到的粉体粒度分布较宽，往往在0.1μm到数十μm之间，因此需要对其进行分级，以满足对超细粉体的高标准要求。
（2）精密分级设备与超细粉碎设备配套使用，及时将符合粒级要求的产品分出，可以防止产品的过度粉碎(或称过磨)，提高粉碎效率，降低能耗。
4.简述矿物原料的纯化手段。
（1）物理纯化：在经由物理分离纯化矿物原料时，原料的组成矿物之间的空间分布特征发生改变，但各矿物的化学成分、晶体结构均未被触及，所实现的仅仅是杂质组分与目的矿物在空间位置上的相互分离。
传统的矿物机械加工，包括矿物原料的粉粹、分级以及目的矿物的分选富集（如浮选、电选、磁选、重选等），均属于物理纯化作用。
（2）化学纯化：在化学应用中，采用多种化学手段以改变杂质矿物及其他组分的化学组成或存在形态，使之从目的矿物中分离出去。
在化学纯化处理中，需要使用酸、碱、盐或其他溶剂、熔剂的溶解、熔融作用，或者利用活泼气体的氧化、还原作用，来达到纯化目的。
（3）在煅烧、升华等高温过程中发生的纯化作用属于物理化学作用。
高温物理化学处理能改变物料的化学组成、相组成、显微结构及宏观结构，从而赋予处理产物以新的物理化学性质，达到纯化矿物材料、改善原有材料的使用性能或者制备新材料的目的。
5.烧碱熔融法制备高碳石墨的原理是什么？石墨颗粒表面及鳞片内夹杂的细粒浸染状石英及部分铝硅酸盐矿物在高温下与氢氧化钠反应，生成可溶性盐，能在随后的水浸中除去。
水浸产物再用盐酸处理，溶除金属氧化物及碳酸盐。
经历上述碱熔-水浸-酸溶处理后，可将含云母量较少的、品位大于82％的浮选石墨精矿提纯到品位达98％～99％以上。
6.选择性絮凝的原理是什么？选择性絮凝过程分为哪5个阶段？向多种矿物的混合悬浮体系中加入辅助药剂，以调整某些种类矿物的表面性质，改变它们对絮凝剂的吸附性能，从而在加入絮凝剂时能拉开絮凝剂在不同种类矿粒表面的吸附量的差异，使特定矿物种类的颗粒形成絮块沉降下来，而其它种类的矿物颗粒继续稳定分散于悬浮液中，达到从复杂组成的悬浮体系中选择性地絮凝某些种类矿粒的纯化目的。
选择性絮凝过程可分为5个阶段：(1) 微细矿物混合体的制浆分散；(2) 加入辅助药剂调节矿粒的表面性质；(3) 加入高分子絮凝剂(最常采用的是阴离子型)，发生选择性吸附，形成以某些矿物为主的絮团；(4) 絮团调整，个体增大；(5) 絮团与悬浮液的分离。
7.还原漂白的机理是什么？请总结获得良好漂白效果的措施？还原漂白机理：利用还原剂使赋存于待漂白矿物表面的难溶性的三价铁矿物（氧化铁、氢氧化铁微粒及薄膜）被还原成易溶性的Fe2+，然后经洗涤除去，从而达到漂白的目的。
连二亚硫酸钠（Na2S2O4）作为还原剂的氧化-还原反应为：获得良好漂白效果的措施：（1）恰当的反应pH值。
如果过低，则连二亚硫酸钠的稳定性下降，能自行分解，析出微粒硫，反而降低漂白效果。
（2）分批向强烈搅拌下的矿浆内加入连二亚硫酸钠干粉。
（3）还原漂白时间为40min到2h，反应完毕后应立即过滤洗涤。
（4）有时在漂白反应结束后，需将矿浆静置一段时间，使微细颗粒沉降浓集，这就增大了Fe2+被重新氧化的可能性，可能使矿浆“返黄”。
向漂白后的矿浆中加入络合剂（例如：柠檬酸、草酸、乙二胺醋酸盐、聚磷酸盐等）络合作为漂白产物的Fe2+，避免它被氧化回Fe(OH)3。
也可在漂白后加入羟胺或羟胺盐来阻止Fe2+被再氧化。
8.什么是矿物材料改性？矿物材料改性是指经过适当的化学、物理手段处理，以改变矿物整体或者矿物表面的物理、化学性质，从而改善或赋予矿物材料以新的应用性能，满足社会发展对新材料的需求。
第三四章课堂习题1.高温物理化学作用包括哪些过程？高温物理化学作用包括：相变、分解、熔融、重结晶、液-固相反应、固相反应、烧结。
2.请总结焰熔法的优缺点。
焰熔法的优点是不需要坩埚，因此不需要真空状态或惰气保护系统（保护坩埚材料不被氧化），提供热量的氢氧焰除生成水外不带入其它杂质，晶体生长速率可达每小时10～15mm，长度也不受限制。
焰熔技术的缺点是晶体生长的温度场很不稳定，轴向、横向的温度差异过大，由此导致生成的晶体存在严重的结构缺陷和较大的内应力。
焰熔法生成的刚玉单晶的常见结构缺陷有塑性变形和镶嵌构造。
3.什么是固相反应？固相反应是固体直接参与化学反应并发生化学变化，同时至少在固体内部或外部的一个过程中起控制作用的反应。
固相反应除固体间的反应外，还包括有气、液相参与的反应。
4.什么是膨润土的改型？膨润土的改型，就是利用蒙脱石的阳离子交换特性，改变蒙脱石的层间可交换阳离子的类型或增大蒙脱石的阳离子交换容量，从而改变膨润土的某些理化性能，使之适应多种需求。
5.沸石具有哪些特殊的性能?沸石规整孔道结构的形成分为哪几级？沸石改型的基础是什么？（1）沸石的特殊性：①孔道规则且孔径大小正好在多数分子的尺寸(5-12Å )范围之内；复杂的孔道结构允许沸石和分子筛对化学反应的产物、反应物或中间物的吸附有形状选择性，避免副反应；②补偿电荷阳离子的可交换性(沸石对某一类特定阳离子的交换能力可能大到足以作为这类阳离子的良好捕收剂使用)；③非常高的表面积和吸附容量；④较好的化学稳定性，富铝沸石在碱性环境中有较高的稳定性，而富硅沸石在酸性介质中有较高的稳定性；⑤容易再生；⑥良好的热稳定性和水热稳定性，多数沸石的热稳定性可超过500℃；⑦吸附性质可调控，可从亲水性到疏水性（2）沸石规整孔道结构的形成分为4级：第一级：TO4四面体构成多元环第二级：β笼第三级：α笼/八面沸石笼第四级：晶粒（3）沸石的离子交换作用是沸石能够进行改型的主要基础。
6.层状结构化合物能发生夹层作用的原因是什么？从夹层反应的机理来看，夹层过程可分为哪几类？请简要说明。
原因：层状结构化合物的层内为强烈共价键，维持层的稳定性；层间则是弱相互作用（电中性层时：Van der Waals 力；电正/负性时：弱的静电力）。
在一定条件下，活泼性的外来物质（i.e.客体）能克服层间作用力，可逆地插入层间间隙，并且又未破坏原有的层状结构。
从夹层反应的机理来看，夹层过程可分为：（1）氧化–还原夹层反应过程：存在电子在主、客体之间的转移（电子得失）。
（2）配位夹层反应过程:客体与主体层之间形成配位共价键。
（3）“离子交换”夹层反应过程。
第五六章课堂习题1. 水热生长过程的主要特点有哪些？水热法使晶体生长的过程是怎样的？完成温差水热结晶的必要条件是什么？（1）水热生长过程的主要特点：①过程是在压力与气氛可以控制的封闭系统中进行，②反应釜内填充矿化剂溶液作为介质；③生长温度比熔融态、熔盐法生长等低得多；④生长区基本上处在恒温和等浓度状态，且温度梯度很小；⑤属于稀薄相生长，溶液粘度很低。
（2）水热法生长晶体的过程：缓慢升温到预定温度的过程中，液相体积及液相上方的气相压力增大。
在预设温度及温度梯度下，高温区的营养料溶解，形成的饱和溶液被输送到低温区（籽晶），从而在籽晶区保持溶质过饱和状态，使籽晶生长。
冷却使在籽晶上析出部分溶质后的溶液又流回下部高温区，变得不饱和，再溶解营养料。
如此循环往复，使籽晶得以不断长大；（3）完成温差水热结晶的必要条件为：①在高温高压的某种矿化剂水溶液中，能促使晶体原料具有一定值(例如1.5％～5％)的溶解度，并形成稳定的所需的单一晶相；②有足够大的溶解度温度系数，以使得在适当的温差下就能形成足够的过饱和度而又不产生过分的自发成核；③具备适于晶体生长所需的一定切型和规格的籽晶，并使原料的总表面积与籽晶总表面积之比值达到足够大；④溶液密度的温度系数要足够大，使得溶液在适当的温差条件下具有引起晶体生长的溶液对流和溶质传输作用；⑤备有耐高温高压抗腐蚀的容器。
2.从非晶态的铝硅酸钠凝胶转变到亚稳的沸石，涉及的两种晶化机理是什么？请分别列举典型实例。
对晶化机理的两个极端认识 :•溶液传输机理(液相机理)：在溶液中成核和晶化，即凝胶溶解，形成胶团进入溶液，经过成核-生长，生成沸石。
典型的液相机理实例：从清液中生成中硅沸石及高硅沸石(如Y、P、ZSM-5)，没有发生固相传输过程。
•固相传输机理(固相机理)：无定形凝胶经结构重排(重结晶)转化为沸石，晶化时无明显的固相溶解，溶液内的 Na+、K+向固相内迁移，晶化在凝胶固相内部出现。
典型的固相机理实例：550℃脱水的无定形硅铝酸盐凝胶通过与三乙胺和乙二胺反应，在160℃生成ZSM-5和ZSM-35，硅酸盐物种不溶于这些有机胺。
3.转晶剂包括哪几类？简述转晶剂的作用机理。
转晶剂有以下三类：•水溶性蛋白质；•琥珀酸、马来酸、柠檬酸以及C2以上的羧酸及其盐；棕榈酸、亚油酸等C15以上的脂肪酸的碱金属盐；•硫酸铝、硫酸铬等无机盐。
转晶剂的作用机理：提高石膏溶液的过饱和度，抑制半水石膏晶体在某些生长方向上的生长速度，而使晶体在另一些特定方向上优先取向生长。