ゼオライト

ゼオライトは、市販の吸着剤や触媒として一般的に使用されている、いくつかの微細孔のある結晶性アルミノケイ酸塩材料のグループです。^{[1]それらは主に}シリコン、アルミニウム、酸素で構成されており、一般式Mを持っています。_1/n^{は 1 です。}
（AlO
₂）⁻
(SiO
₂）
_x･y H
₂O、Mの場合_1/n^{は 1 です。}
は金属イオンまたはH ^{+ のいずれかです。これらの陽イオンは、接触する}電解質溶液中で他のイオンと交換することができます。H⁺
交換ゼオライトは固体酸触媒として特に有用である。^[2]

この用語は、もともと1756年にスウェーデンの 鉱物学者 アクセル・フレドリック・クロンシュテットによって造られたもので、彼はスティルバイトと思われる物質を急速に加熱すると、物質に吸着されていた水から大量の蒸気が発生することを観察した。これに基づいて、彼はその物質をギリシャ語の「沸騰する」を意味するζέω (zéō)と「石」を意味するλίθος (líthos)からゼオライトと名付けた。^[3]

ゼオライトは天然に存在するが、工業的にも大規模に生産されている。2018年12月現在^{[アップデート]}、253種類のユニークなゼオライト骨格が特定されており、40種類以上の天然ゼオライト骨格が知られている。^{[4] [5]}得られたすべての新しいゼオライト構造は、国際ゼオライト協会構造委員会（IZA-SC）によって検査され、3文字の指定が与えられる。^[6]

ゼオライトは、長石などの一般的なアルミノケイ酸塩鉱物と同様に、通常の取り扱い特性を持つ白色固体です。ゼオライトの一般式は(MAlO ₂ )(SiO ₂ ) _x (H ₂ O) _yで、M ⁺は通常 H ⁺と Na ⁺です。Si/Al 比は可変で、特性を調整することができます。Si/Al 比が約 3 を超えるゼオライトは、より疎水性になる傾向がある高シリカゼオライトに分類されます。ゼオライトはイオン交換特性を持っているため、 H ⁺と Na ^{+ は}さまざまなカチオンで置き換えることができます。カチオンの性質はゼオライトの多孔性に影響します。

ゼオライトは、通常 0.3～0.8 nm の直径を持つ微細孔構造を持っています。ほとんどのアルミノケイ酸塩と同様に、フレームワークはアルミニウムとシリコンの原子が酸化物によって結合して形成されます。この結合により、Si-O-Al、Si-O-Si、および Al-O-Al 結合の 3 次元ネットワークが形成されます。アルミニウム中心は負に帯電しているため、付随する陽イオンが必要です。これらの陽イオンは、材料の形成中に水和されます。水和した陽イオンは、Si-O-Al、Si-O-Si、および Al-O-Al 結合の密なネットワークを遮断し、規則的な水で満たされた空洞をもたらします。ゼオライトは多孔性であるため、水はチャネルを通って材料から出ることができます。ゼオライトフレームワークは剛性があるため、水が失われても空洞やチャネルが崩壊することはありません。この側面、つまり固体材料内に空隙を生成する能力は、ゼオライトが触媒として機能する能力の基盤となっています。共有結合の寄与が大きいため、物理的、化学的に高い安定性があります。優れた疎水性を持ち、炭化水素などのかさ高い疎水性分子の吸着に適しています。さらに、高シリカゼオライトはH⁺
天然ゼオライトとは異なり、シリカは交換可能であり、固体酸触媒として使用されます。酸性度は炭化水素をプロトン化するのに十分な強さであり、高シリカゼオライトは石油化学産業における流動接触分解などの酸触媒プロセスで使用されます。^[7]

何百種類ものゼオライトの構造が解明されています。そのほとんどは天然には存在しません。それぞれの構造について、国際ゼオライト協会 (IZA) はフレームワークタイプコード (FTC) と呼ばれる 3 文字のコードを与えています。^[4]たとえば、主要な分子ふるいである 3A、4A、5A はすべて LTA (リンデ A 型) です。市販されている天然ゼオライトのほとんどは MOR、HEU、ANA 型です。

ゼオライトやその他のケイ酸塩材料の環状構造の表記法の例を右上の図に示します。中央の図は、構造式を使用した一般的な表記法を示しています。左の図は、SiO ₄四面体構造を強調しています。酸素原子を互いに結合することで、酸素の4員環（青い太線）が形成されます。実際、このような環状サブ構造は、4員環または単に4環と呼ばれます。右の図は、Si原子が互いに接続された4環を示しており、これはフレームワークのトポロジーを表現する最も一般的な方法です。

右の図は、LTA（左）とFAU（右）の代表的な骨格構造を比較したものである。両ゼオライトは、切断された八面体構造（ソーダライトケージ）を共有している（紫色の線）。しかし、それらのつながり方（黄色の線）は異なり、LTAではケージの4員環が互いにつながって骨格を形成しているのに対し、FAUでは6員環が互いにつながっている。その結果、LTAの細孔入口は8環（0.41 nm ^{[4] ）で}小細孔ゼオライトに属し、FAUの細孔入口は12環（0.74 nm ^{[4] ）で}大細孔ゼオライトに属します。10環の材料は中細孔ゼオライトと呼ばれ、その代表例はZSM-5（MFI）です。

ゼオライトは200種類以上が知られていますが、アルミノケイ酸塩は100種類程度しかありません。また、工業的に合成可能で、工業利用の要件を満たす十分な熱安定性を持つ種類はごくわずかです。特に、FAU（フォージャサイト、USY）、^* BEA（ベータ）、MOR（高シリカモルデナイト）、MFI（ZSM-5）、FER（高シリカフェリエライト）タイプは、高シリカゼオライトのビッグファイブと呼ばれ^[8]、工業的な製造方法が確立されています。

分子ふるいという用語は、これらの材料の特定の特性、つまり主にサイズ排除プロセスに基づいて分子を選択的に分類する能力を指します。これは、分子寸法の非常に規則的な細孔構造によるものです。ゼオライトの細孔に入ることができる分子またはイオン種の最大サイズは、チャネルの寸法によって制御されます。これらは通常、開口部のリング サイズによって定義されます。たとえば、「8 リング」という用語は、8 つの四面体配位シリコン (またはアルミニウム) 原子と 8 つの酸素原子から構築された閉ループを指します。これらのリングは、全体的な構造を生成するために必要なユニット間の結合によって引き起こされる歪みや、リングの酸素原子の一部が構造内の陽イオンに配位するなど、さまざまな原因により、常に完全に対称であるとは限りません。したがって、多くのゼオライトの細孔は円筒形ではありません。

ゼオライト中のSiは、チタン^[9]、 亜鉛^[10]、ゲルマニウム^[11]などのヘテロ原子と同形置換することが可能である。ゼオライト中のAl原子は、ホウ素^[12]やガリウム^[13 ]で構造的に置換することもできる。

SiがAlおよびPと同形であり、AlがSiと同形であるシリコアルミノリン酸型（AlPO分子ふるい）^{[14]やガロゲルマネート[15]}などが知られている。

より一般的な鉱物ゼオライトには、方沸石、斜沸石、輝沸石、ナトロライト、フィリップサイト、スティルバイトなどがあります。ゼオライトの鉱物式の例は、ナトロライトの式Na ₂ Al ₂ Si ₃ O ₁₀ ·2H ₂ O です。

天然ゼオライトは、火山岩と灰の層がアルカリ性の地下水と反応して形成されます。また、浅い海盆で堆積後の環境でも数千年から数百万年かけて結晶化します。天然ゼオライトは純粋であることはまれで、他の鉱物、金属、石英、または他のゼオライトによってさまざまな程度に汚染されています。このため、天然ゼオライトは、均一性と純度が不可欠な多くの重要な商業用途から除外されています。^{[引用が必要]}

ゼオライトは風化、熱水変質、変成作用により他の鉱物に変化する。いくつかの例を挙げる。^[16]

• シリカを多く含む火山岩の層序は、一般的に次のように進みます。
  • 粘土→ 石英 →モルデナイト–輝沸石→上沸石→スティルバイト→トムソン石→メソライト→スコレサイト→チャバサイト→方解石. ^[要出典]
• シリカの少ない火山岩の層序は、一般的に次のように進みます。
  • カウルサイト→レヴィン→オフレタイト→アナルシム→トムソナイト→メソライト→スコレサイト→チャバサイト→方解石。

トムソナイトは、より希少なゼオライト鉱物の 1 つで、ミネソタ州のスペリオル湖沿いの一連の溶岩流から宝石として採集されてきました。また、ミシガン州でも、少量ですが採集されています。これらの地域のトムソナイト団塊は、玄武岩の溶岩流から浸食されたもので、スペリオル湖のビーチやスキューバ ダイバーによって採集されています。

これらのトムソナイトの結節には、黒、白、オレンジ、ピンク、紫、赤、そして多くの緑の色合いの組み合わせの同心円状のリングがあります。結節の中には銅を含むものもあり、銅の「目」が見られることは稀です。宝石細工師によって磨かれると、トムソナイトは「キャッツアイ」効果（シャトヤンシー）を示すことがあります。^[17]

最初の合成構造はリチャード・バラーによって報告された。^[18]工業的に重要なゼオライトは合成によって生産される。典型的な手順は、アルミナとシリカの水溶液を水酸化ナトリウムで加熱することである。同等の試薬にはアルミン酸ナトリウムやケイ酸ナトリウムなどがある。さらにバリエーションとしては、第四級アンモニウムカチオンなどの構造誘導剤（SDA）の使用がある。^[19]

合成ゼオライトには、天然の類似物に比べていくつかの重要な利点があります。合成材料は均一で純粋な相の状態で製造されます。また、自然界には存在しないゼオライト構造を生成することも可能です。ゼオライト A はよく知られた例です。ゼオライトの製造に使用される主な原材料は、地球上で最も豊富な鉱物成分の 1 つであるシリカとアルミナであるため、ゼオライトの供給可能性は事実上無限です。

2016年現在^{[アップデート]}、天然ゼオライトの世界の年間生産量はおよそ300万トンである。2010年の主要生産国は、中国（200万トン）、韓国（21万トン）、日本（15万トン）、ヨルダン（14万トン）、トルコ（10万トン）、スロバキア（8万5千トン）、米国（5万9千トン）であった。^[20]ゼオライトを豊富に含む岩石が安価で容易に入手可能であることと、競合する鉱物や岩石が不足していることが、ゼオライトの大規模使用の最も重要な要因であると考えられる。米国地質調査所によると、一部の国でゼオライトとして販売されている材料のかなりの割合が、微量のゼオライトしか含まない粉砕または切断された火山性凝灰岩である可能性が高い。これらの材料は、例えば規格石材（変質した火山凝灰岩）、軽量骨材、ポゾランセメント、土壌改良剤など、建設に使用されます。^[21]

200種類以上の合成ゼオライトが報告されています。^[22]ほとんどのゼオライトはアルミノケイ酸塩骨格を持っていますが、ゲルマニウム、鉄、ガリウム、ホウ素、亜鉛、スズ、チタンを組み込んだものもあります。^[23]ゼオライトの合成にはゾルゲルのようなプロセスが含まれます。製品の特性は、反応混合物の組成、システムのpH、動作温度、反応前の「シーディング」時間、反応時間、および使用するテンプレートによって異なります。ゾルゲルプロセスでは、他の元素（金属、金属酸化物）を簡単に組み込むことができます。

ゼオライトは触媒や吸着剤として広く使用されています。^[24]ゼオライトは明確な細孔構造と調整可能な酸性度により、さまざまな反応で高い活性を示します。^{[2] [25]}化学では、ゼオライトは分子を分離する膜（特定のサイズと形状の分子のみが通過できる）として、また分子を分析するためのトラップとして使用されます。

ゼオライト、特に天然に存在する種であるヒューランダイト、クリノプチロライト、チャバザイトの多くの生化学的および生物医学的用途の研究と開発が進行中です。^[26]

合成化学では、均一系触媒は入手しやすく、コストが低く、すべての触媒部位が容易に利用できるため触媒活性が優れているため好まれます。しかし、これらの均一系触媒には、再利用できない、化学量論量以上を必要とする、分離と回収が難しいなど、いくつかの欠点があります。その使用におけるその他の欠点としては、取り扱いの危険性、毒性、腐食性、酸性廃液による廃棄問題などがあります。それに加えて、結果として生じる複合体の加水分解と精製により、腐食性の副産物が発生します。安定していて再利用可能で自然に優しく、反応生成物のより良い処理も可能にする、代替の不均一系固体触媒の研究が進行中です。これらのさまざまな固体触媒の中で、ゼオライトは、形状選択性、熱安定性、再利用性により優れていることがわかりました。

ゼオライトを触媒として用いるフリーデル・クラフツアルキル化およびアシル化は有機合成において一般的である。 ^[2]

ゼオライトは、家庭用および商業用の浄水、軟化、その他の用途 におけるイオン交換床として広く使用されています。

最も古いゼオライト浄水濾過システムの証拠は、グアテマラ北部のマヤ都市ティカルのコリエンタル貯水池の未撹乱堆積物中に発見されている。 ^[27]

以前は、硬水を軟水化するためにポリリン酸が使用されていました。ポリリン酸は Ca ²⁺や Mg ²⁺などの金属イオンと錯体を形成して結合するため、洗浄プロセスに干渉することはありません。しかし、このリン酸を多く含む水が主流水に入ると、水域の富栄養化につながるため、ポリリン酸の使用は合成ゼオライトの使用に置き換えられました。

ゼオライトの最大の用途は、世界の洗濯用洗剤市場です。ゼオライトは洗濯用洗剤の軟水剤として使用され、溶液から沈殿するCa ²⁺イオンとMg ²⁺イオンを除去します。イオンはゼオライトによって保持され、Na ⁺イオンが溶液に放出されるため、硬水地域でも洗濯用洗剤の効果を発揮します。^[28]

合成ゼオライトは、他のメソポーラス材料（MCM-41など）と同様に、流動接触分解や水素化分解などの石油化学産業で触媒として広く使用されています。ゼオライトは分子を小さな空間に閉じ込め、その構造と反応性に変化をもたらします。調製されたゼオライトの酸性形態は、多くの場合、強力な固体状態の固体酸であり、異性化、アルキル化、クラッキング などの多くの酸触媒反応を促進します。

接触分解では、反応器と再生器を使用します。原料は高温の流動触媒に注入され、大きな軽油分子が小さなガソリン分子とオレフィンに分解されます。気相生成物は触媒から分離され、さまざまな生成物に蒸留されます。触媒は再生器に循環され、そこで空気を使用して、分解プロセスで副産物として生成された触媒表面のコークスを燃焼させます。その後、高温の再生触媒は反応器に循環され、サイクルが完了します。

コバルトナノ粒子を含むゼオライトは、リサイクル業界で広く使用されているプラ​​スチックであるポリエチレンとポリプロピレンをプロパンに分解する触媒として使用されています。^[29]

ゼオライトは、高度な核再処理法で使用されており、一部のイオンを捕捉しながら他のイオンは自由に通過させる微細孔の能力により、多くの核分裂生成物を廃棄物から効率的に除去し、永久に捕捉することができる。同様に重要なのは、ゼオライトの鉱物特性である。そのアルミノケイ酸塩構造は、多孔質であっても非常に耐久性があり、放射線に耐性がある。さらに、捕捉された核分裂生成物を充填すると、ゼオライトと廃棄物の組み合わせは、非常に耐久性のあるセラミック形状に熱圧成形することができ、細孔を閉じて廃棄物を固い石のブロックに捕捉することができる。これは、従来の再処理システムと比較して、その危険性を大幅に低減する廃棄物形状因子である。ゼオライトは、放射性物質の漏洩の管理にも使用されている。たとえば、福島第一原子力発電所の事故後、高濃度で存在していた放射性セシウム137を吸着するために、ゼオライトの土嚢が発電所近くの海水に投下された。^[30]

ゼオライトは、低品位の天然ガス流から H ₂ O、 CO ₂、 SO ₂を除去するなど、ガスを正確かつ特異的に分離できる可能性があります。その他の分離には、希ガス、 N ₂、 O ₂、フレオン、ホルムアルデヒドが含まれます。

機内酸素発生システム（OBOGS）と酸素濃縮器は、圧力スイング吸着と組み合わせてゼオライトを使用し、圧縮空気から窒素を除去して、高高度の航空機乗務員や家庭用および携帯用の酸素供給に酸素を供給します。^[31]

ゼオライトベースの酸素濃縮システムは、医療用酸素の製造に広く使用されています。ゼオライトは分子ふるいとして使用され、窒素の吸着を伴うプロセスで不純物を捕捉する能力を利用して空気から精製酸素を生成し、高度に精製された酸素と最大 5% のアルゴンを残します。

ドイツのグループであるフラウンホーファーeVは、水の4倍の密度でエネルギーを長期貯蔵するためにバイオガス産業で使用するゼオライト物質を開発したと発表した。 ^{[32] [非一次情報源が必要] [33] [34]}最終的な目標は、産業施設と、より大きな住宅ビルで使用されるような小規模な熱電併給発電所の両方で熱を貯蔵することです。

農産物の保存と保管製品であるデビー・マイヤー・グリーン・バッグは、ゼオライトの一種を有効成分として使用している。バッグはエチレンを吸着するゼオライトで裏打ちされており、これにより熟成を遅らせ、バッグに保存した農産物の保存期間を延ばすことができる。

クリノプチロライトは鶏の餌にも添加されている。ゼオライトが水とアンモニアを吸収することで、鳥の糞がより乾燥し、臭いが少なくなり、取り扱いが容易になる。^[35]

ゼオライトはクライオ吸着型真空ポンプの分子ふるいとしても使用される。^[36]

ゼオライトは、1978年にゲラによって初めて実証されたように、太陽熱集熱器から収集された太陽熱を熱化学的に貯蔵するために使用することができ^[37]、また1974年にチェルネフによって初めて実証されたように、吸着冷凍にも使用することができます。^[38]これらの用途では、ゼオライトの高い吸着熱と、構造安定性を維持しながら水和および脱水する能力が活用されています。この吸湿性は、脱水形態から水和形態に移行するときに固有の発熱（エネルギー放出）反応と相まって、天然ゼオライトを廃熱や太陽熱エネルギーの収集に役立てています。^{[非一次ソースが必要]}

合成ゼオライトは、温間アスファルトコンクリートの製造工程で添加剤として使用されます。この用途の開発は、1990 年代にドイツで始まりました。合成ゼオライトは、アスファルトコンクリートの製造および敷設中の温度レベルを下げることで化石燃料の消費量を減らし、二酸化炭素、エアロゾル、蒸気の放出を減らします。温間アスファルトに合成ゼオライトを使用すると、圧縮が容易になり、ある程度、寒冷地舗装や長距離輸送が可能になります。

ポルトランドセメントにポゾランとして添加すると、塩化物透過性が低下し、作業性が向上します。また、重量が軽減され、水分含有量が適度に抑えられるため、乾燥が遅くなり、破壊強度が向上します。^[39]石灰モルタルや石灰メタカオリンモルタルに添加すると、合成ゼオライトペレットはポゾラン材料と貯水池として同時に機能します。^{[40] [41]}

凝結しない猫砂はゼオライト（または珪藻土）で作られていることが多く、 MITで発明された珪藻土の一種は大気中の温室効果ガスである メタンを隔離することができます。 ^[42]

重度の出血を止めるために使用されるQuikClotブランドの止血剤の元の処方には、ゼオライト顆粒が含まれていました^{[43] 。血液と接触すると、顆粒は血漿から急速に水分を吸収し、発熱反応を起こして熱を発生させます。水分の吸収により、血液中に存在する凝固因子も濃縮され、}試験管内で示されているように、血栓形成プロセスが通常の状況よりもはるかに速く起こります。^[44]

2022年のQuikClotの処方では、第XII因子を活性化する無機鉱物であるカオリンを含浸させた不織布を使用しており、これにより自然な凝固が促進されます。^[45]オリジナルのゼオライト処方とは異なり、カオリンは熱発生特性を示しません。

農業では、クリノプチロライト（天然ゼオライト）が土壌処理剤として使用されています。これは、ゆっくりと放出されるカリウムの供給源となります。あらかじめアンモニウムが含まれている場合、ゼオライトは窒素をゆっくりと放出する同様の機能を果たすことができます。

ゼオライトは水分調節剤としても機能し、重量の最大 55% の水を吸収し、植物の要求に応じてゆっくりと放出します。この特性により、根腐れを防ぎ、干ばつサイクルを緩和することができます。

ペットショップでは、水槽のフィルター添加剤としてゼオライトを販売しており^[21]、アンモニアやその他の窒素化合物を吸着するために使用できます。一部のゼオライトはカルシウムとの親和性が高いため、硬水では効果が低下し、カルシウムが枯渇する可能性があります。ゼオライトろ過は、栄養分の枯渇した水に適応したサンゴのために栄養濃度を低く保つために、一部の海洋水槽でも使用されています。

ゼオライトがどこでどのように形成されたかは、水槽への応用において重要な考慮事項です。北半球の天然ゼオライトのほとんどは、溶融した溶岩が海水と接触してゼオライトに Na (ナトリウム) 犠牲イオンが「充填」されたときに形成されました。このメカニズムは、イオン交換として化学者にはよく知られています。これらのナトリウムイオンは、溶液中の他のイオンと置換することができ、アンモニア中の窒素が吸収され、ナトリウムが放出されます。アイダホ州南部のベア川近くの鉱床は淡水型です (Na < 0.05%)。^[46]南半球のゼオライトは通常、淡水で形成され、カルシウム含有量が高いです。^[47]

ゼオライト構造グループ（ニッケル・ストランツ分類）には以下のものが含まれる：^{[4] [16] [48] [49] [50]}

• _{09.GA. – T 5} O ₁₀単位（T = SiとAlの組み合わせ）のゼオライト：繊維状ゼオライト
  • ナトロライトフレームワーク (NAT):ゴナドライト、ナトロライト、メソライト、パラナトロライト、スコレサイト、テトラナトロライト
  • エディントナイトフレームワーク (EDI):エディントナイト、カルボーサイト
  • トムソナイトフレームワーク（THO）：トムソナイトシリーズ
• 09.GB. – 単一の4員環が連結した鎖
  • アナルシムフレームワーク (ANA):アナルシム、リューサイト、ポルサイト、ワイラカイト
  • ローモンタイト(LAU)、ユガワラライト(YUG)、グースクリーカイト(GOO)、モンテソマイト (MON)
• 09.GC. – 二重に連結した4員環の鎖
  • フィリップサイト骨格 (PHI):ハーモトーム、フィリップサイト系列
  • ジスモンディン骨格 (GIS):アミサイト、ギスモンディン、ガロナイト、ゴビンサイト
  • ボグサイト (BOG)、メルリノアイト (MER)、マザイト系列 (MAZ)、ポーリンガイト系列 (PAU)、パーリアライト (リンデ型 L フレームワーク、ゼオライト L、LTL)
• 09.GD. – 6員環の鎖：板状ゼオライト
  • チャバザイト構造 (CHA):チャバザイト系列、ハーシェライト、ウィルヘンダーソン石、SSZ-13
  • フォージャサイト骨格 (FAU):フォージャサイト系列、リンデ型 X (ゼオライト X、X ゼオライト)、リンデ型 Y (ゼオライト Y、Y ゼオライト)
  • モルデナイト骨格（MOR）：マリコパイト、モルデナイト
  • オフレタイト – ウェンカイト サブグループ 09.GD.25 (ニッケル – ストルンツ、10 版):オフレタイト(OFF)、ウェンカイト(WEN)
  • ベルベルジャイト (TMA-E、アイエロおよびバーラー、骨格タイプ EAB)、ビキタイト (BIK)、エリオナイトシリーズ (ERI)、フェリエライト(FER)、グメリナイト(GME)、レビンシリーズ (LEV)、ダキアルダイトシリーズ (DAC) 、エピスチルバイト（EPI）
• _{09.GE. – T 10} O ₂₀四面体の鎖（T = SiとAlの組み合わせ）
  • ヒューランダイトフレームワーク (HEU):クリノプチロライト、ヒューランダイトシリーズ
  • スティルバイト フレームワーク (STI):バレライト、ステラーライト、スティルバイトシリーズ
  • ブリュースターライトフレームワーク（BRE）：ブリュースターライトシリーズ
• その他
  • カウルサイト、ペンタシル（別名ZSM-5、フレームワークタイプ MFI）、チェルニヒ石（ベータ多形 A、無秩序フレームワーク、BEA）、リンデタイプ A フレームワーク（ゼオライト A、LTA）

コンピュータ計算では、何百万もの仮説的なゼオライト構造が可能であることが予測されています。しかし、これらの構造のうち、これまでに発見され合成されたのはわずか 232 個であるため、多くのゼオライト科学者は、なぜこのわずかな可能性しか観察されないのか疑問に思っています。この問題は、しばしば「ボトルネック問題」と呼ばれます。^[要出典]現在、いくつかの理論がこの疑問の背後にある理由を説明しようとしています。

1. ゼオライト合成の研究は主に水熱合成法に集中してきましたが、新しいゼオライトは代替方法を使用して合成される可能性があります。使用され始めている合成方法には、マイクロ波支援、合成後の改質、蒸気などがあります。
2. 幾何学的なコンピュータ シミュレーションにより、発見されたゼオライト フレームワークは「柔軟性ウィンドウ」と呼ばれる動作を備えていることが示されました。これは、ゼオライト構造が「柔軟」で、圧縮してもフレームワーク構造が維持される範囲があることを示しています。フレームワークがこの特性を備えていない場合は、合成が不可能であることが示唆されています。
3. ゼオライトは準安定であるため、より安定でエネルギー的に有利なゼオライトが形成されるため核形成が起こらず、特定のフレームワークにアクセスできない場合があります。この問題に対処するために、合成後の修飾がADOR法で使用されており、^[51]フレームワークを層状に切断し、シリカ結合を除去するか含めることで再び結合することができます。
4. 高密度結晶モデルシステムに基づいて、溶質の前核形成クラスターを介した結晶化の理論が開発された。^[52]水和ケイ酸塩イオン液体（HSIL）中のゼオライトの結晶化の調査は、ゼオライトがイオン対の前核形成クラスターの凝縮を介して核形成できることを示している。^[53]この研究ラインは、合成媒体の液体化学とゼオライト結晶の重要な特性との間のいくつかの関係を特定した。例えば、ゼオライトフレームワーク選択における無機構造規定剤の役割、^[54]ゼオライトの分子組成とトポロジーにおけるイオン対形成の役割、^[55]およびゼオライト結晶のサイズと形態における液体カチオン移動度の役割などである。 ^[56]その結果、ゼオライト合成媒体の特性と結晶化ゼオライトの間には複雑な関係が存在し、仮想的なゼオライトフレームワークのごく一部しか合成できない理由を説明できる可能性がある。これらの関係はまだ完全には解明されていませんが、HSIL ゼオライト合成はゼオライト科学にとって例外的なモデル システムであり、ゼオライトの難問に対する現在の理解を深める機会を提供します。

• ジオポリマー – ゼオライトに似たポリマーSi-O-Alフレームワークだが非晶質
• 鉱物一覧 – Wikipedia 記事のある鉱物一覧
• 仮説的ゼオライト – ゼオライトとして知られる鉱物の潜在的な構造の組み合わせモデルフォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 吸着 – 表面接着現象
• 炭素捕捉用固体吸着剤 - 空気中の二酸化炭素を吸着できる固体材料。フォールバックとしてウィキデータの説明を表示するページ
• 熱分解 – 物質の熱分解

• この分野の古典的な参考文献はブレックの著書『ゼオライト分子ふるい：構造、化学、および用途』である。^[1]
• Sheppard RA (1973)。「堆積岩中のゼオライト」。Brobst DA、Pratt WP (編)。米国の鉱物資源。専門論文。第 820 巻。ワシントン DC: USGS。pp. 689–695。doi :10.3133/pp820。
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• Mumpton FA (1999). 「La roca magica: 農業と産業における天然ゼオライトの用途」. PNAS . 96 (7): 3463–3470. Bibcode :1999PNAS...96.3463M. doi : 10.1073/pnas.96.7.3463 . PMC  34179. PMID  10097058 .
• Monnier JB、Dupont M (1983)。「ゼオライト-水クローズドサイクル太陽熱冷凍; 数値最適化とフィールドテスト」。Proc . Annu. Meet. - Am. Sect. Int. Sol. Energy Soc. 6 : 181–185. OSTI  5126636。 アメリカ太陽エネルギー協会会議。1983 年 6 月 1 日。米国ミネソタ州ミネアポリス
• Newsam JM (1992)。「ゼオライト」。Cheetham AK、Day P (編)。固体化学。第 2 巻。Clarendon Press。ISBN 9780198551669。
• Rhodes CJ (2007). 「ゼオライト：物理的側面と環境への応用」Annu. Rep. Prog. Chem. C. 103 : 287–325. doi :10.1039/b605702k.
• この記事には、米国地質調査所のZeolites (PDF) からのパブリック ドメインの資料が組み込まれています。

ウィキメディア・コモンズには、ゼオライトに関連するメディアがあります。

Scholia には、Zeoliteに関するトピックプロファイルがあります。

• 国際ゼオライト協会
• ゼオライト細孔特性データベース 2014-05-24 にWayback Machineにアーカイブされました
• 国際ゼオライト協会合成委員会
• 欧州ゼオライト協会連合
• 英国ゼオライト協会
• バルクゼオライト
• ゼオライト構造データベース