ज़ीइलाइट

जिओलाइट्स माइक्रोपोरस सामग्री, क्रिस्टलीय एल्युमिनोसिलिकेट सामग्री हैं जो आमतौर पर वाणिज्यिक सोखना और कटैलिसीस के रूप में उपयोग की जाती हैं। वे मुख्य रूप से सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, ऑक्सीजन से बने होते हैं, और उनका सामान्य सूत्र होता है Mⁿ⁺
_1/n(AlO
₂)⁻
(SiO
₂)
_x· वाईH
₂O कहाँ पे Mⁿ⁺
_1/n या तो धातु आयन है या H^{+</सुप>. संपर्क इलेक्ट्रोलाइट समाधान में इन सकारात्मक आयनों का दूसरों के लिए आदान-प्रदान किया जा सकता है। H+
एक्सचेंज किए गए जिओलाइट्स ठोस एसिड कटैलिसीस के रूप में विशेष रूप से उपयोगी होते हैं।}

जिओलाइट शब्द मूल रूप से 1756 में स्वीडन खनिज विज्ञान एक्सल फ्रेड्रिक क्रोनस्टेड द्वारा गढ़ा गया था, जिन्होंने देखा कि एक सामग्री को तेजी से गर्म करना, जिसे शैली का थोड़ा सा माना जाता है, पानी से बड़ी मात्रा में भाप का उत्पादन करता है जो सामग्री द्वारा सोखना था। इसके आधार पर, उन्होंने भौतिक जिओलाइट को ग्रीक भाषा से बुलाया ζέω (zéō), उबालने का मतलब और λίθος (líthos), अर्थ पत्थर। जिओलाइट प्राकृतिक रूप से पाए जाते हैं लेकिन बड़े पैमाने पर औद्योगिक रूप से भी उत्पादित होते हैं। As of December 2018, 253 अद्वितीय जिओलाइट ढांचे की पहचान की गई है, और 40 से अधिक प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जिओलाइट ढांचे ज्ञात हैं। प्राप्त होने वाली प्रत्येक नई जिओलाइट संरचना की अंतर्राष्ट्रीय जिओलाइट एसोसिएशन संरचना आयोग द्वारा जांच की जाती है और उसे तीन अक्षर का पदनाम प्राप्त होता है।

विशेषताएं

गुण

File:Zeolite structure as an assembly of tetrahedra.png

एक जिओलाइट (द मॉर्डन्स ) ढांचे की सूक्ष्म संरचना, कोने-साझाकरण से एकत्रित SiO
₄ चतुष्फलक सोडियम एक एक्स्ट्रा-फ्रेमवर्क कटियन (हरे रंग में) के रूप में मौजूद है। Si परमाणुओं को आंशिक रूप से Al या अन्य टेट्रावैलेंट धातुओं द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

जिओलाइट्स माइक्रोप्रोसेसर सामग्री के परिवार के एल्युमिनोसिलिकेट सदस्य हैं, और मुख्य रूप से सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, ऑक्सीजन से युक्त होते हैं, और सामान्य सूत्र होते हैं Mⁿ⁺
_1/n(AlO
₂)⁻
(SiO
₂)
_x· वाईH
₂O कहाँ पे Mⁿ⁺
_1/n या तो धातु आयन है या H

+</सुप>. x (Si/Al मोलर अनुपात) का मान 1 से अधिक है और y सूत्र इकाई में पानी के अणुओं की संख्या है। जिओलाइट्स में 0.3-0.8 एनएम के एक विशिष्ट व्यास के साथ सूक्ष्म संरचनाएं होती हैं और विभिन्न प्रकार के उद्धरणों को समायोजित करती हैं, जैसे कि Na⁺, के⁺, Ca²⁺, एमजी²⁺ और अन्य। इन सकारात्मक आयनों को अक्सर शिथिल रखा जाता है और संपर्क इलेक्ट्रोलाइट समाधान में दूसरों के लिए आसानी से आदान-प्रदान किया जा सकता है। कटियन एक्सचेंज किए गए जिओलाइट्स में अलग-अलग अम्लता होती है और विभिन्न प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करता है।. Si/Al अनुपात 1 से अधिक है क्योंकि जिओलाइट्स के पास कोई अल-ओ-अल बांड (लोवेनस्टीन नियम) नहीं है।

वे AlO . के कोने वाले ऑक्सीजन परमाणुओं को जोड़ने से बनते हैं₄ और SiO₄ टेट्राहेड्रा सहसंयोजक नेटवर्क संरचना बनाने के लिए।जिओलाइट का सामान्य सूत्र, Mⁿ⁺
_1/n(AlO
₂)⁻
(SiO
₂)
_x, जहां Mⁿ⁺
_1/n(AlO
₂)⁻
भाग आयोनिक बंध जैसा है और (SiO
₂)
_x भाग सहसंयोजक बंधन जैसा है। इसलिए जिओलाइट्स में आयनिक क्रिस्टल और सहसंयोजक क्रिस्टल गुण दोनों होते हैं, और इन गुणों का संतुलन Si/Al अनुपात (x) पर निर्भर करता है।

लगभग 3 से नीचे Si/Al अनुपात प्राकृतिक जिओलाइट्स और कुछ सिंथेटिक जिओलाइट्स जैसे ए-टाइप और एक्स-टाइप जिओलाइट्स के अनुरूप हैं। वे अपनी उच्च आयन-विनिमय क्षमता के कारण आयन-विनिमय एजेंटों के रूप में उपयोगी होते हैं। व्यावसायिक रूप से उपलब्ध आणविक चलनी adsorbents अक्सर इस समूह से संबंधित होते हैं।

लगभग 3 से अधिक Si/Al अनुपात वाले जिओलाइट्स को उच्च-सिलिका जिओलाइट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है, जो प्रकृति में बहुत कम पाए जाते हैं और औद्योगिक रूप से संश्लेषित होते हैं। बड़े सहसंयोजक बंधन योगदान के कारण उनके पास उच्च भौतिक और रासायनिक स्थिरता है। उनके पास उत्कृष्ट हाइड्रोफोबिसिटी है और हाइड्रोकार्बन जैसे भारी, हाइड्रोफोबिक अणुओं के सोखने के लिए उपयुक्त हैं। इसके अलावा, उच्च सिलिका जिओलाइट हैं H⁺
विनिमेय, प्राकृतिक जिओलाइट्स के विपरीत, और ठोस एसिड उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है। अम्लता हाइड्रोकार्बन को प्रोटॉन करने के लिए पर्याप्त मजबूत होती है और उच्च-सिलिका जिओलाइट्स का उपयोग एसिड कटैलिसीस प्रक्रियाओं जैसे पेट्रोकेमिकल उद्योग में द्रव उत्प्रेरक क्रैकिंग में किया जाता है।

फ्रेमवर्क संरचना

File:Zeolite4ring.svg

सिलिकेट यौगिकों की ऑक्सीजन 4-सदस्यीय वलय संरचना का प्रतिनिधित्व करने के तीन तरीके।

File:FAU and LTA.png

एलटीए-प्रकार जिओलाइट (बाएं) और एफएयू-प्रकार जिओलाइट (दाएं) की रूपरेखा संरचनाओं की तुलना

दिसंबर 2018 तक, 253 विभिन्न जिओलाइट्स या उनके एनालॉग्स की रूपरेखा संरचनाएं ज्ञात हैं, जिनमें से लगभग 200 को केवल कृत्रिम रूप से संश्लेषित किया जा सकता है। प्रत्येक संरचना के लिए, इंटरनेशनल जिओलाइट एसोसिएशन (IZA) एक तीन-अक्षर का कोड देता है जिसे फ्रेमवर्क टाइप कोड (FTC) कहा जाता है।उदाहरण के लिए, प्रमुख आणविक चलनी, 3ए, 4ए और 5ए, सभी एलटीए (लिंडे टाइप ए) हैं। अधिकांश व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्राकृतिक जिओलाइट्स MOR, HEU या ANA- प्रकार के होते हैं।

जिओलाइट और अन्य सिलिकेट सामग्री की अंगूठी संरचना के संकेतन का एक उदाहरण ऊपरी दाएं आंकड़े में दिखाया गया है। मध्य आकृति संरचनात्मक सूत्र का उपयोग करते हुए एक सामान्य संकेतन दिखाती है। बायां आंकड़ा SiO पर जोर देता है₄ चतुष्फलकीय संरचना। ऑक्सीजन परमाणुओं को आपस में जोड़ने से ऑक्सीजन का चार-सदस्यीय वलय (नीली बोल्ड लाइन) बनता है। वास्तव में, इस तरह के एक रिंग सबस्ट्रक्चर को चार सदस्यीय रिंग या केवल चार-रिंग कहा जाता है। दाईं ओर की आकृति 4-रिंग दिखाती है जिसमें Si परमाणु एक-दूसरे से जुड़े होते हैं, जो ढांचे की टोपोलॉजी को व्यक्त करने का सबसे आम तरीका है।

दाईं ओर की आकृति एलटीए-प्रकार जिओलाइट (बाएं) और एफएयू (दाएं) की विशिष्ट रूपरेखा संरचनाओं की तुलना करती है। दोनों जिओलाइट्स काटे गए ऑक्टाहेड्रोन संरचना (सोडालाइट केज) (बैंगनी रेखा) को साझा करते हैं। हालांकि, जिस तरह से वे जुड़े हुए हैं (पीली रेखा) अलग है: एलटीए में, पिंजरे के चार-सदस्यीय छल्ले एक दूसरे से कंकाल बनाने के लिए जुड़े होते हैं, जबकि एफएयू में, छह-सदस्यीय छल्ले एक-दूसरे से जुड़े होते हैं। नतीजतन, एलटीए का ताकना प्रवेश एक 8-रिंग (0.41 एनएम .) है और छोटे पोर जिओलाइट के अंतर्गत आता है, जबकि एफएयू का पोर प्रवेश एक 12-रिंग (0.74 एनएम) है। और क्रमशः बड़े रोमछिद्र जिओलाइट के अंतर्गत आता है। 10-रिंग वाली सामग्री को मध्यम छिद्र वाले जिओलाइट्स कहा जाता है, एक विशिष्ट उदाहरण ZSM-5 (MFI) है।

यद्यपि 200 से अधिक प्रकार के जिओलाइट ज्ञात हैं, केवल लगभग 100 प्रकार के एल्युमिनोसिलिकेट उपलब्ध हैं। इसके अलावा, केवल कुछ प्रकार हैं जिन्हें औद्योगिक रूप से व्यवहार्य तरीके से संश्लेषित किया जा सकता है और औद्योगिक उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पर्याप्त थर्मल स्थिरता है। विशेष रूप से, FAU (फौजासाइट, USY), ^*BEA (बीटा), MOR (हाई-सिलिका मोर्डेनाइट), MFI (ZSM-5), और FER (हाई-सिलिका फेरिएराइट) प्रकारों को उच्च सिलिका जिओलाइट्स के बड़े पांच कहा जाता है, और औद्योगिक उत्पादन विधियों की स्थापना की गई है।

सरंध्रता

आणविक चलनी शब्द इन सामग्रियों की एक विशेष संपत्ति को संदर्भित करता है, अर्थात, मुख्य रूप से आकार बहिष्करण प्रक्रिया के आधार पर अणुओं को चुनिंदा रूप से छाँटने की क्षमता। यह आणविक आयामों की एक बहुत ही नियमित छिद्र संरचना के कारण है। आणविक या आयनिक प्रजातियों का अधिकतम आकार जो जिओलाइट के छिद्रों में प्रवेश कर सकता है, चैनलों के आयामों द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इन्हें पारंपरिक रूप से एपर्चर के रिंग आकार द्वारा परिभाषित किया जाता है, उदाहरण के लिए, आठ-रिंग शब्द एक बंद-लूप को संदर्भित करता है जो आठ टेट्राहेड्रली समन्वित सिलिकॉन (या एल्यूमीनियम) परमाणुओं और आठ ऑक्सीजन परमाणुओं से बनाया गया है। ये वलय हमेशा विभिन्न कारणों से पूरी तरह से सममित नहीं होते हैं, जिसमें उन इकाइयों के बीच संबंध से प्रेरित तनाव शामिल है, जो संरचना के भीतर के छल्ले के कुछ ऑक्सीजन परमाणुओं के समग्र संरचना या समन्वय का उत्पादन करने के लिए आवश्यक हैं। इसलिए, कई जिओलाइट्स में छिद्र बेलनाकार नहीं होते हैं।

आइसोमोर्फस प्रतिस्थापन

जिओलाइट्स में Si का आइसोमोर्फस प्रतिस्थापन कुछ हेटेरोएटम जैसे टाइटेनियम के लिए संभव हो सकता है, जस्ता और जर्मेनियम । जिओलाइट्स में अल परमाणुओं को संरचनात्मक रूप से बोरॉन से भी बदला जा सकता है और गैलियम । सिलिकोएल्युमिनोफॉस्फेट प्रकार (AlPO आणविक चलनी), जिसमें Si, Al और P के साथ समरूपी है और Al, Si के साथ समरूपी है, और गैलोजर्मनेट और अन्य ज्ञात हैं।

प्राकृतिक घटना

File:Thomsonite-61017.jpg

भारत से थॉमसोनाइट का एक रूप (दुर्लभ जिओलाइट्स में से एक)

अधिक सामान्य खनिज जिओलाइट्स में से कुछ हैं गुदा , चबाज़ाइट , क्लिनोप्टिलोल्स , हेउलैंडाइट , नैट्रोलाइट , फिलिप्सिट और स्टिलबाइट। जिओलाइट के खनिज सूत्र का एक उदाहरण है: Na₂Al₂Si₃O₁₀·आह₂हे, नैट्रोलाइट का सूत्र।

प्राकृतिक जिओलाइट्स बनते हैं जहां ज्वालामुखी य चट्टानें और ज्वालामुखीय राख की परतें क्षारीय भूजल के साथ प्रतिक्रिया करती हैं। जिओलाइट्स भी उथले समुद्री घाटियों में हजारों से लाखों वर्षों तक की अवधि में जमा होने के बाद के वातावरण में क्रिस्टलीकृत होते हैं। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जिओलाइट शायद ही कभी शुद्ध होते हैं और अन्य खनिजों, धातुओं, क्वार्ट्ज , या अन्य जिओलाइट्स द्वारा अलग-अलग डिग्री तक दूषित होते हैं। इस कारण से, प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जिओलाइट्स को कई महत्वपूर्ण व्यावसायिक अनुप्रयोगों से बाहर रखा गया है जहाँ एकरूपता और शुद्धता आवश्यक है। जिओलाइट्स अपक्षय , जलतापीय परिवर्तन या कायांतरण स्थितियों के तहत अन्य खनिजों में बदल जाते हैं। कुछ उदाहरण:

• सिलिका युक्त ज्वालामुखीय चट्टानों का क्रम सामान्यतः आगे बढ़ता है:
  • मिट्टी → क्वार्ट्ज → मोर्डेनाइट-हेउलैंडाइट → एपिस्टिल्ब्स → स्टिलबाइट → थॉमसोनाइट → मीटबॉल → स्कोलेसाइट → चाबज़ाइट → केल्साइट
• सिलिका-गरीब ज्वालामुखीय चट्टानों का क्रम सामान्यतः आगे बढ़ता है:
  • काउलसाइट → लेविने → ऑफरेटाइट → एनलसीम → थॉमसोनाइट → मेसोलाइट → स्कोलेसाइट → चाबाज़ाइट → कैल्साइट।

रत्न

File:Thomsonite-Ca-55547.jpg

पॉलिश थॉमसोनाइट

थॉमसोनाइट्स, दुर्लभ जिओलाइट खनिजों में से एक, मिनेसोटा में लेक सूपीरियर के साथ पर्याप्त प्रवाह की एक श्रृंखला से और सड़क कैंसर में कुछ हद तक रत्न के रूप में एकत्र किया गया है। इन क्षेत्रों से थॉमसोनाइट नोड्यूल्स में बाजालत लावा प्रवाह से क्षरण होता है और समुद्र तटों पर और सुपीरियर झील में स्कूबा गोताखोरों द्वारा एकत्र किया जाता है।

इन थॉमसोनाइट नोड्यूल में रंगों के संयोजन में गाढ़ा छल्ले होते हैं: काला, सफेद, नारंगी, गुलाबी, बैंगनी, लाल और हरे रंग के कई रंग। कुछ पिंडों में तांबे का समावेश होता है और तांबे की आंखों के साथ शायद ही कभी मिलेगा। जब एक खोदने का द्वारा पॉलिश किया जाता है, तो थॉमसोनाइट कभी-कभी एक बिल्ली की आंख का प्रभाव (चाटुकारिता ) प्रदर्शित करता है।

उत्पादन

औद्योगिक रूप से महत्वपूर्ण जिओलाइट कृत्रिम रूप से उत्पादित होते हैं। विशिष्ट प्रक्रियाओं में सोडियम हाइड्रॉक्साइड के साथ एल्यूमिना और सिलिका के जलीय घोल को गर्म करना शामिल है। समतुल्य अभिकर्मकों में सोडियम एल्युमिनेट और सोडियम सिलिकेट शामिल हैं। आगे की विविधताओं में संरचना निर्देशन एजेंटों (एसडीए) का उपयोग शामिल है जैसे कि चतुर्धातुक अमोनियम उद्धरण। सिंथेटिक जिओलाइट्स अपने प्राकृतिक एनालॉग्स पर कुछ प्रमुख लाभ रखते हैं। सिंथेटिक सामग्री एक समान, चरण-शुद्ध अवस्था में निर्मित होती है। जिओलाइट संरचनाएं बनाना भी संभव है जो प्रकृति में प्रकट नहीं होती हैं। जिओलाइट ए एक प्रसिद्ध उदाहरण है। चूंकि जिओलाइट्स के निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रमुख कच्चे माल सिलिका और एल्यूमिना हैं, जो पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में खनिज घटकों में से हैं, जिओलाइट्स की आपूर्ति करने की क्षमता लगभग असीमित है।

अयस्क खनन

File:Natrolit, Gracza 2Polska.jpg

पोलैंड से नैट्रोलाइट

प्राकृतिक जिओलाइट्स के खनन के लिए पारंपरिक ओपन-पिट खनन तकनीकों का उपयोग किया जाता है। अयस्क तक पहुंच की अनुमति देने के लिए ओवरबर्डन को हटा दिया जाता है। रिपर ब्लेड और फ्रंट-एंड लोडर से लैस ट्रैक्टरों का उपयोग करके अयस्क को ब्लास्ट या प्रसंस्करण के लिए छीन लिया जा सकता है। प्रसंस्करण में, अयस्क को कुचला जाता है, सुखाया जाता है और पिसाई किया जाता है। मिल्ड अयस्क को कण आकार के अनुसार हवा में वर्गीकृत किया जा सकता है और बैग या थोक में भेज दिया जाता है। जब एक दानेदार उत्पाद की आवश्यकता होती है, तो बारीक सामग्री को हटाने के लिए कुचल उत्पाद की जांच की जा सकती है, और कुछ पेलेटयुक्त उत्पादों को ठीक सामग्री से उत्पादित किया जाता है।

As of 2016दुनिया में प्राकृतिक जिओलाइट का वार्षिक उत्पादन लगभग 3 मिलियन टन है। 2010 में प्रमुख उत्पादकों में चीन (2 मिलियन टन), दक्षिण कोरिया (210,000 टन), जापान (150,000 टन), जॉर्डन (140,000 टन), टर्की (100,000 टन) स्लोवाकिया (85,000 टन) और संयुक्त राज्य अमेरिका (59,000 टन) शामिल थे। कम लागत पर जिओलाइट समृद्ध चट्टान की तैयार उपलब्धता और प्रतिस्पर्धी खनिजों और चट्टानों की कमी शायद इसके बड़े पैमाने पर उपयोग के लिए सबसे महत्वपूर्ण कारक हैं। संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के अनुसार, यह संभावना है कि कुछ देशों में जिओलाइट्स के रूप में बेची जाने वाली सामग्री का एक महत्वपूर्ण प्रतिशत ग्राउंड या सॉ ज्वालामुखी टफ़ है जिसमें केवल थोड़ी मात्रा में जिओलाइट्स होते हैं। इस तरह के उपयोग के कुछ उदाहरणों में आयाम पत्थर (एक परिवर्तित ज्वालामुखी टफ के रूप में), हल्के कुल (समग्र), पॉज़ोलाना और मिट्टी कंडीशनर शामिल हैं।

संश्लेषण

File:Ceolite nax.JPG

सिंथेटिक जिओलाइट

200 से अधिक सिंथेटिक जिओलाइट हैं जिन्हें क्षार और कार्बनिक टेम्पलेट्स की उपस्थिति में सिलिका-एल्यूमिना जेल के धीमी क्रिस्टल ीकरण की प्रक्रिया द्वारा संश्लेषित किया गया है। सैद्धांतिक रूप से ऐसी कई और संरचनाएं बनाई जा सकती हैं। संरचनाओं में भिन्नता के अलावा, जिओलाइट्स को रासायनिक रूप से दिलचस्प और सक्रिय बनाने के लिए उनमें कई अन्य परमाणुओं के साथ भी बनाया जा सकता है। तथाकथित हेटेरोएटम्स के कुछ उदाहरणों में जर्मेनियम, लोहा, गैलियम, बोरॉन, जस्ता, टिन और टाइटेनियम शामिल हैं। जिओलाइट संश्लेषण करने के लिए उपयोग की जाने वाली महत्वपूर्ण प्रक्रियाओं में से एक SOL-जेल प्रसंस्करण है। उत्पाद गुण प्रतिक्रिया मिश्रण संरचना, सिस्टम के पीएच, ऑपरेटिंग तापमान, पूर्व-प्रतिक्रिया 'सीडिंग' समय, प्रतिक्रिया समय के साथ-साथ उपयोग किए गए टेम्पलेट्स पर निर्भर करते हैं। सोल-जेल प्रक्रिया में, अन्य तत्वों (धातु, धातु ऑक्साइड) को आसानी से शामिल किया जा सकता है। जलतापीय संश्लेषण विधि द्वारा निर्मित सिलिकेट सॉल बहुत स्थिर होता है। इस प्रक्रिया को बढ़ाने में आसानी इसे जिओलाइट संश्लेषण के लिए एक पसंदीदा मार्ग बनाती है।

आवेदन

जिओलाइट्स व्यापक रूप से उत्प्रेरक और शर्बत के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उनकी अच्छी तरह से परिभाषित छिद्र संरचना और समायोज्य अम्लता उन्हें विभिन्न प्रकार की प्रतिक्रियाओं में अत्यधिक सक्रिय बनाती है। रसायन विज्ञान में, जिओलाइट्स का उपयोग अणु ओं को अलग करने के लिए किया जाता है (केवल कुछ आकार और आकार के अणु ही गुजर सकते हैं), और अणुओं के लिए जाल के रूप में उनका विश्लेषण किया जा सकता है।

जिओलाइट्स के कई जैव रासायनिक और जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों में अनुसंधान और विकास, विशेष रूप से प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाली प्रजातियां ह्यूलैंडाइट, क्लिनोप्टिलोलाइट और चाबज़ाइट जारी हैं।

कार्बनिक संश्लेषण में

सिंथेटिक रसायन विज्ञान में, सजातीय उत्प्रेरक उपलब्धता, कम लागत और उत्कृष्ट उत्प्रेरक गतिविधि के कारण पसंद किए जाते हैं क्योंकि सभी उत्प्रेरक साइट आसानी से उपलब्ध हैं। लेकिन इन सजातीय उत्प्रेरकों के कई नुकसान हैं, जैसे कि गैर-पुन: प्रयोज्य होना, और स्टोइकोमेट्रिक राशि से अधिक की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, इसके उपयोग में कुछ अन्य कमियों में हैंडलिंग, विषाक्तता, संक्षारक प्रकृति, पृथक्करण और पुनर्प्राप्ति में कठिनाई, और अम्लीय प्रवाह के कारण निपटान की समस्याओं में संभावित खतरे शामिल हैं। इसके अलावा, हाइड्रोलिसिस और परिणामी परिसर के शुद्धिकरण से संक्षारक उपोत्पाद बनते हैं। इसलिए, मूल विचार वैकल्पिक विषम ठोस उत्प्रेरक ढूंढना है जो स्थिर, पुन: प्रयोज्य और प्रकृति के अनुकूल हैं, और नए खोजने के लिए बहुत ध्यान दिया गया है जो प्रतिक्रिया उत्पादों के बेहतर काम की अनुमति देगा। इन विभिन्न ठोस उत्प्रेरकों में, जिओलाइट्स को उनके आकार की चयनात्मकता, तापीय स्थिरता और पुन: प्रयोज्यता के कारण बेहतर पाया गया।

उत्प्रेरक के रूप में जिओलाइट्स का उपयोग करने वाले फ्रीडेल-क्राफ्ट्स अल्किलेशन और एसाइलेशन कार्बनिक संश्लेषण में आम हैं।

आयन विनिमय और सॉफ्टनर

जिओलाइट्स का व्यापक रूप से घरेलू और वाणिज्यिक जल शोधन , मृदुकरण और अन्य अनुप्रयोगों में आयन एक्सचेंज | आयन-एक्सचेंज बेड के रूप में उपयोग किया जाता है।

पहले, कठोर जल को नरम करने के लिए पॉलीफॉस्फेट का उपयोग किया जाता था। पॉलीफॉस्फेट Ca . जैसे धातु आयनों के साथ जटिल होते हैं²⁺ और Mg²⁺ उन्हें बांधने के लिए ताकि वे सफाई प्रक्रिया में हस्तक्षेप न कर सकें। हालांकि, जब यह फॉस्फेट युक्त पानी मुख्य धारा के पानी में चला जाता है, तो इसका परिणाम जल निकायों के eutrophication में होता है और इसलिए पॉलीफॉस्फेट के उपयोग को सिंथेटिक जिओलाइट के उपयोग से बदल दिया गया।

जिओलाइट के लिए सबसे बड़ा एकल उपयोग वैश्विक कपड़े धोने का डिटर्जेंट बाजार है। जिओलाइट्स का उपयोग कपड़े धोने के डिटर्जेंट में पानी सॉफ़्नर के रूप में किया जाता है, Ca . को हटाता है²⁺ और Mg²⁺ आयन जो अन्यथा विलयन से अवक्षेपित हो जाते हैं। आयनों को जिओलाइट्स द्वारा बनाए रखा जाता है जो Na . को छोड़ता है⁺ आयनों को घोल में डालें, जिससे कपड़े धोने का डिटर्जेंट कठोर पानी वाले क्षेत्रों में प्रभावी हो सके।

कटैलिसीस

अन्य मेसोपोरस सामग्री (जैसे, एमसीएम-41 -41) की तरह सिंथेटिक जिओलाइट्स का व्यापक रूप से पेट्रोकेमिकल उद्योग में उत्प्रेरक के रूप में उपयोग किया जाता है, जैसे कि द्रव उत्प्रेरक क्रैकिंग (रसायन विज्ञान) और हाइड्रोक्रैकिंग । जिओलाइट्स अणुओं को छोटे स्थानों में सीमित करते हैं, जिससे उनकी संरचना और प्रतिक्रियाशीलता में परिवर्तन होता है। तैयार किए गए जिओलाइट्स के अम्लीय रूप अक्सर शक्तिशाली ठोस-अवस्था वाले ठोस एसिड होते हैं, जो एसिड-उत्प्रेरित प्रतिक्रियाओं के एक मेजबान को सुविधाजनक बनाते हैं, जैसे कि आइसोमराइज़ेशन , alkylation और क्रैकिंग।

उत्प्रेरक क्रैकिंग एक रिएक्टर और एक पुनर्योजी का उपयोग करता है। फ़ीड को एक गर्म, द्रवीकृत उत्प्रेरक पर इंजेक्ट किया जाता है जहां बड़े गैस ऑयल अणुओं को छोटे गैसोलीन अणुओं और ओलेफिन्स में तोड़ दिया जाता है। वाष्प-चरण उत्पादों को उत्प्रेरक से अलग किया जाता है और विभिन्न उत्पादों में आसुत किया जाता है। उत्प्रेरक को एक पुनर्योजी में परिचालित किया जाता है, जहां हवा का उपयोग उत्प्रेरक की सतह से कोक को जलाने के लिए किया जाता है जिसे क्रैकिंग प्रक्रिया में उपोत्पाद के रूप में बनाया गया था। गर्म, पुनर्जीवित उत्प्रेरक को उसके चक्र को पूरा करने के लिए वापस रिएक्टर में परिचालित किया जाता है।

परमाणु अपशिष्ट पुनर्संसाधन

File:U.S. Department of Energy - Science - 463 015 001 (10190451506).jpg

Sandia National Laboratories के एक शोधकर्ता SOMS (Sandia Octahedral Molecular Sieve) की शीशियों की जांच करते हैं, एक जिओलाइट जो रेडियोधर्मी कचरे और औद्योगिक धातुओं की सफाई की क्षमता दिखाता है।

जिओलाइट्स का उपयोग उन्नत परमाणु पुनर्संसाधन विधियों में किया गया है, जहां कुछ आयनों को पकड़ने की उनकी सूक्ष्म झरझरा क्षमता दूसरों को स्वतंत्र रूप से पारित करने की अनुमति देती है, जिससे कई विखंडन उत्पाद ों को कचरे से कुशलता से हटाया जा सकता है और स्थायी रूप से फंस जाता है। जिओलाइट्स के खनिज गुण भी उतने ही महत्वपूर्ण हैं। उनका एल्युमिनो-सिलिकेट निर्माण अत्यंत टिकाऊ और विकिरण के लिए प्रतिरोधी है, यहां तक ​​कि झरझरा रूप में भी। इसके अतिरिक्त, एक बार जब वे फंसे हुए विखंडन उत्पादों से भरे होते हैं, तो जिओलाइट-अपशिष्ट संयोजन को अत्यधिक टिकाऊ सिरेमिक रूप में गर्म-दबाया जा सकता है, छिद्रों को बंद कर सकता है और कचरे को एक ठोस पत्थर के ब्लॉक में फंसा सकता है। यह एक अपशिष्ट रूप कारक है जो पारंपरिक पुनर्संसाधन प्रणालियों की तुलना में इसके खतरे को बहुत कम करता है। जिओलाइट्स का उपयोग रेडियोधर्मी पदार्थों के रिसाव के प्रबंधन में भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा के बाद, जिओलाइट के सैंडबैग को उच्च स्तर में मौजूद रेडियोधर्मी सीज़ियम -137 को सोखने के लिए बिजली संयंत्र के पास समुद्री जल में गिरा दिया गया था।

गैस पृथक्करण और भंडारण

जिओलाइट्स में H . को हटाने सहित गैसों के सटीक और विशिष्ट पृथक्करण प्रदान करने की क्षमता होती है₂किस बारे में₂, इसलिए₂ निम्न-श्रेणी की प्राकृतिक गैस धाराओं से। अन्य पृथक्करणों में उत्कृष्ट गैस ें शामिल हैं, N₂, ओ₂, फ्रीऑन और formaldehyde

ऑन-बोर्ड ऑक्सीजन जनरेटिंग सिस्टम (ओबीओजीएस) और ऑक्सीजन सांद्रता उच्च ऊंचाई पर एयरक्रू के लिए ऑक्सीजन की आपूर्ति के साथ-साथ घरेलू और पोर्टेबल ऑक्सीजन आपूर्ति के लिए संपीड़ित हवा से नाइट्रोजन को हटाने के लिए दबाव स्विंग सोखना के संयोजन के साथ जिओलाइट्स का उपयोग करते हैं।

File:Pressure swing adsorption principle.svg

दबाव स्विंग सोखना का एनिमेशन, (1) और (2) बारी-बारी से सोखना और desorption दिखा रहा है

I	compressed air input		A	adsorption
O	oxygen output		D	desorption
E	exhaust

जिओलाइट आधारित ऑक्सीजन सांद्रक प्रणालियों का व्यापक रूप से चिकित्सा-ग्रेड ऑक्सीजन का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। जिओलाइट का उपयोग आणविक चलनी के रूप में हवा से शुद्ध ऑक्सीजन बनाने के लिए अशुद्धियों को फंसाने की क्षमता का उपयोग करके, नाइट्रोजन के सोखने की प्रक्रिया में, अत्यधिक शुद्ध ऑक्सीजन और 5% आर्गन को छोड़कर किया जाता है।

जर्मन समूह फ्रौनहोफर सोसाइटी | फ्रौनहोफर ई.वी. घोषणा की कि उन्होंने बायोगैस उद्योग में उपयोग के लिए पानी से चार गुना अधिक घनत्व पर ऊर्जा के दीर्घकालिक भंडारण के लिए एक जिओलाइट पदार्थ विकसित किया है। अंततः, लक्ष्य औद्योगिक प्रतिष्ठानों और छोटे संयुक्त ताप और बिजली संयंत्रों जैसे बड़े आवासीय भवनों में उपयोग किए जाने वाले दोनों में गर्मी को स्टोर करना है।

डेबी मेयर ग्रीन बैग , एक उत्पाद भंडारण और संरक्षण उत्पाद, अपने सक्रिय संघटक के रूप में जिओलाइट के एक रूप का उपयोग करता है।