フォージャサイト

フォージャサイト
一般的な
カテゴリ	ゼオライト
式 （繰り返し単位）	(Na 2 ,Ca,Mg) 3.5 [Al 7 Si 17 O 48 ]・32(H 2 O) [1]
IMAシンボル	ファウ[2]
シュトランツ分類	9.GD.30
結晶系	キュービック
クリスタルクラス	六八面体（m 3 m） H–M記号（4/m 3 2/m）
空間群	F d 3 m
単位セル	a = 24.638–24.65  Å、Z = 32
識別
色	無色、白
クリスタル習慣	大きさが最大4 mmの八面体またはまれに三八面体結晶
姉妹都市	{111}では、接触と浸透の双子
胸の谷間	{111}、完璧
骨折	不均一から貝殻状
粘り強さ	脆い
モース 硬度	4.5-5
光沢	ガラス質から金剛質
連勝	白
透けて見える	透明
比重	1.92–1.93
光学特性	等方性
屈折率	1.466–1.480 （％）
多色性	なし
参考文献	[3] [4] [5]

フォージャサイト（FAU型ゼオライト）は、ケイ酸塩鉱物のゼオライトファミリーに属する鉱物グループです。このグループは、フォージャサイト-Na、フォージャサイト-Mg、フォージャサイト-Caで構成されています。これらはすべて、ナトリウム、マグネシウム、カルシウムの量が異なるだけで、同じ基本式（Na ₂、Ca、Mg）_3.5 [Al ₇ Si ₁₇ O ₄₈ ]·32（H ₂ O）を共有しています。 ^[1] フォージャサイトは、世界中のいくつかの場所で希少鉱物として産出されます。

フォージャサイト材料は工業的に広く合成されています。比較的シリカ含有量の少ない（Si/Al<2）合成フォージャサイトはゼオライトX、シリカ含有量の多い（Si/Al>2）合成フォージャサイトはゼオライトYと呼ばれます。また、ゼオライトYのアルミニウム成分は酸処理や蒸気処理によって除去することができ、その結果得られるフォージャサイトはUSY （超安定ゼオライトY）と呼ばれます。USYは流動接触分解プロセスで触媒として 使用されます。

フォージャサイトは、1842年にドイツのバーデン＝ヴュルテンベルク州カイザーシュトゥールのザスバッハにあるリンベルク採石場で発見されたことが初めて記載されました。1990年代にマグネシウムとカルシウムに富む相が発見された後、ナトリウム修飾子フォージャサイト-Naが追加されました。フランスの地質学者で火山学者のバルテルミー・フォージャ・ド・サン＝フォン（1741-1819）にちなんで命名されました。 ^{[4] [5]}

フォージャサイトは、玄武岩やフォノライト の溶岩や凝灰岩内の気泡中に、変質鉱物または自生鉱物として産出する。他の沸石、オリビン、オージャイト、ネフェリンとともに産出する。^[3]

フォージャサイト骨格は、国際ゼオライト協会によりFAU というコードで分類されている。 ^[6]六角柱でつながったソーダライトケージで構成されている。12 員環で形成された細孔は、直径が比較的大きく、7.4 Å である。内部空洞の直径は 12 Å で、10 個のソーダライトケージに囲まれている。単位格子は立方体で、ピアソン記号はcF576、対称性はF d 3 m、番号 227、^[7]格子定数は 24.7 Å である。FAU で分類される 2 種類のゼオライト (X と Y) のうち、シリカ対アルミナ含有量の範囲が広い方であるゼオライト Y は、空隙率が 48%、Si/Al 比が 2.43 である。^[要出典] 793℃で熱分解する。^[8]

フォージャサイトは、他のゼオライトと同様に、アルミナ源（アルミン酸ナトリウムなど）とシリカ源（ケイ酸ナトリウムなど）から合成されます。カオリンなどの他のアルミノケイ酸塩も使用されます。成分は、水酸化ナトリウム水溶液などの塩基性環境に溶解され、70～300 °C（通常は100 °C）で結晶化されます。結晶化後、フォージャサイトはナトリウムの形になっているため、安定性を向上させるためにアンモニウムとイオン交換する必要があります。アンモニウムイオンは、ゼオライトを酸の形にする焼成によって後で除去されます。合成フォージャサイトゼオライトは、フレームワークのシリカ対アルミナ比に応じて、XゼオライトとYゼオライトに分けられます。Xゼオライトではその比は2～3ですが、Yゼオライトでは3以上です。フレームワークの負電荷は、フレームワーク以外の位置にある陽イオン（通常はNaOH溶液からのナトリウム、または交換後のアンモニウムまたはH ⁺）の正電荷によってバランスが取られます。このようなゼオライトは、イオン交換、触媒、吸着特性を備えています。ゼオライトの安定性は、フレームワークのシリカとアルミナの比率とともに増加します（ローエンシュタインの法則）。また、フレームワーク以外の位置にある陽イオンの種類と量によっても影響を受けます。接触分解では、Yゼオライトは希土類と水素が交換された形でよく使用されます。^[9]

熱、水熱、化学的な方法を使用することで、Yゼオライト骨格からアルミナの一部を除去することができ、高シリカYゼオライトが得られる。このようなゼオライトは、クラッキング触媒や水素化分解触媒として使用される。完全な脱アルミニウムにより、フォージャサイトシリカが得られる。^[9]

フォージャサイトは、主に流動接触分解の触媒として使用され、高沸点の原油留分をより価値の高いガソリン、ディーゼル、その他の製品に変換します。この用途では、ゼオライトYがゼオライトXに取って代わりました。これは、より高いSi/Al比により、高温でより活性でより安定しているためです。また、水素化分解ユニットでは、改質された精製製品の芳香族含有量を増やすためのプラチナ/パラジウム担体として使用されます。^[10]

タイプXゼオライトはガス流から_CO2を選択的に吸着するために使用することができ^[11]、工業用空気分離のための空気の前精製に使用されます。

フォージャサイトは、その構造、挙動、特性が広く知られているため、MFI、FER、CHAとともに、ゼオライトの触媒および（吸着/脱）吸着研究の標準物質としてよく使用されています^{[12] [13] [14] [15]}

• Cu Y ゼオライト、フォージャサイト鉱物群の銅含有高シリカ誘導体

• Subhash Bhatia、「ゼオライト触媒：原理と応用」、CRC Press、Inc.、フロリダ州ボカラトン、1990 年。
• FR リベイロ他編、『ゼオライト: 科学と技術』、Martinus Nijhoff Publishers、ハーグ、1984 年。

• 構造タイプ FAU