Zeolite có cấu trúc tinh thể, các Zeolite tự nhiên cũng như Zeolite tổng hợp có bộ
khung được tạo thành bởi mạng lưới không gian 3 chiều của các tứ diện TO4 (T là Si
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Công nghệ kỹ thuật hóa học 23 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
Mỗi tứ diện TO4 có 4 ion O2- bao quanh một cation T(Si, Al). Mỗi tứ diên liên kết với bốn tứ diện bên cạnh bằng cách góp chung các nguyên tử oxy ở đỉnh. Trong tứ
diện AlO4 có hoá trị 3 nhưng số phối trí là 4 nên tứ diện AlO4 mang một điện tích âm. Điện tích âm này được bù trừ bằng cation kim loại, còn gọi là cation bù trừ điện
tích khung và thường là cation kim loại kiềm. Vì vậy, số cation kim loại hoá trị 1 trong
thành phần hoá học của Zeolite chính bằng số nguyên tử nhôm (Al).
Đơn vị cấu trúc cơ bản của Zeolite là các tứ diện TO4 với T là Al hoặc Si. Có thể
biểu diễn đơn vị cấu trúc cơ bản của Zeolite như sau:
Hình 2.4: Đơn vị cấu trúc cơ bản của Zeolite
Cấu trúc không gian 3 chiều của zeolite được hình thành bởi sự ghép nối các tứ diện TO4. Tạo thành các vòng 4, 6, 8, 10 hoặc 12 cạnh hoặc hình thành các vòng khép 4x2 hoặc 6x2 cạnh tạo ra các mặt lập phương hoặc mặt lăng trụ 6 cạnh. Đây là những đơn
vị cấu trúc thứ cấp (Secondary Building Units - SBU). Những SUB sẽ hình thành khung các zeolite.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Công nghệ kỹ thuật hóa học 24 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm
Từ các mối liên kết giữa các tứ diện TO4 tạo thành các ô mạng hình học cơ sở có
dạng như trên. Có 3 loại hệ thống mao quản:
Hệ thống mao quản một chiều: các mao quản không giao nhau, thuộc loại này có analcine.
Hệ thống mao quản hai chiều: có trong Zeolite với SBU là vòng 4-l; 5-1 và 4-4-1.
Hệ thống mao quản ba chiều: các mao quản giao nhau được chia thành 2 dạng chính:
Dạng l: Các mao quản cùng kích thước, đường kính tự do của chúng bằng nhau, không phụ thuộc theo hướng; ví dụ trong chabazit, fauzasit. Hệ
thống mao quản của Zeolite A đặc trưng cho dạng này.
Dạng 2: Các mao quản không cùng kích thước, đường kính phụ thuộc vào hướng tinh thể học. Ví dụ trong ofrerit, gmelinit mao quản chính song song với trục C lớn hơn 2 mao quản kia.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Công nghệ kỹ thuật hóa học 25 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm