Aktuální číslo:

2020/11

Téma měsíce:

Skladování energie

Šikovné zeolity a první pomocníci na míru

 |  4. 6. 2015
 |  Vesmír 94, 332, 2015/6

Zeolity jsou přírodní krystalické minerály složené především z křemíku, hliníku a kyslíku (obr. 1). Člověk je využívá po staletí. Ve starověku sloužily jako stavební materiál pro paláce a veřejné budovy. Další pole působnosti se otevřela v polovině minulého století, spolu s první syntézou těchto porézních hlinitokřemičitanů v laboratorních podmínkách. Nyní existuje 225 typů struktur zeolitů a číslo stále roste. Některé z nich jsou známy stále jen z přírody a v laboratoři nebyly dosud vyrobeny, mnohé byly naopak připraveny pouze uměle a jejich přírodní ekvivalent dosud nebyl objeven.

Co na nich vidíme

Zeolity mají oproti jiným krystalickým materiálům unikátní vlastnosti vyplývající z jejich systému mikroporézních kanálků. Velikost vstupních oken do těchto kanálků je udávána počtem T atomů, tedy atomů křemíku či hliníku, které je vytvářejí. U běžných zeolitů se velikost pohybuje v rozmezí T 4 až 14, s rozměry v řádech nanometrů (0,3 až 1,5 nm). Díky tomu mají tyto materiály relativně velký vnitřní povrch. Pro porovnání, pouhých 12 gramů zeolitu o vnitřním povrchu 500 m2/g má díky pórovité struktuře přibližně stejně velký povrch jako fotbalové hřiště. Pouhý jeden gram zeolitu má ve struktuře póry několikrát delší než je vzdálenost Země–Slunce (obr. 2).

Díky svému velkému vnitřnímu povrchu se zeolity často používají jako adsorbenty, tedy látky, které vážou do své struktury různé molekuly (od vody až po skleníkové plyny jako oxid uhličitý, oxidy dusíku a další). Velikost a tvar vstupu do kanálků také určuje, které molekuly mohou pronikat do kanálového systému a které tam v důsledku velikosti již neproniknou. Tento síťový efekt zvaný tvarová selektivita je obzvláště významný při chemických reakcích a používá se i pro separace (oddělování různě velkých molekul).

Z chemického hlediska zeolity patří mezi pevné kyseliny. Přestože mají většinou podobu bílých prášků, síla jejich kyselosti je srovnatelná s kyselinou sírovou, jednou z nejsilnějších anorganických kyselin. Velkou výhodou zeolitů oproti anorganickým kyselinám (kyselina sírová, fluorovodíková, chlorovodíková a další) je však jejich nezávadnost pro přírodní prostředí.

Nyní vidíte 34 % článku. Co dál:

Jsem předplatitel, mám plný přístup
Jsem návštěvník
Chci si přečíst celé číslo
Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru. Více o předplatném
OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Chemie

O autorovi

Pavla Eliášová

Mgr. Pavla Eliášová, Ph.D., (*1985) absolvovala doktorské studium oboru fyzikální chemie na Karlově Univerzitě. Svou doktorskou práci na téma syntézy nových zeolitických materiálů vypracovala pod vedením profesora Jiřího Čejky v Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského Akademie věd. V současné době je na post-doktorské stáži v Jižní Koreji v laboratoři profesora Ryonga Ryoo, jednoho z navržených kandidátů na Nobelovu cenu za chemii za rok 2014.

Doporučujeme

Mládě z umělé dělohy

Mládě z umělé dělohy audio

Jaroslav Petr  |  16. 11. 2020
Průlomový počin v oboru tkáňového inženýrství se podařil týmu Anthonyho Ataly z amerického Wake Forest Institute for Regenerative Medicine. V...
Lithium, dar Země modernímu člověku

Lithium, dar Země modernímu člověku

Jan Rohovec, Tomáš Navrátil  |  2. 11. 2020
Nepozorovaně jsme přijali za své lehké notebooky, tenké mobilní telefony, drobnou elektroniku. Přestala nás udivovat možnost opakovaně nabíjet a...
Největší pískovcová skalní oblast Evropy

Největší pískovcová skalní oblast Evropy

Handrij Härtel  |  2. 11. 2020
V českém kontextu je České Švýcarsko jen jedno z několika skalních měst. V Evropě je to unikát. Ve světovém měřítku ho „zastiňují“ jiné oblasti....

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné