9、钠沸石及相关硅酸盐的结构与核磁共振特性研究

钠沸石及相关硅酸盐的结构与核磁共振特性研究

1. 钠硅酸盐及混合碱硅酸盐的结构特点

• 钠硅酸盐结构共性 ：常压下稳定的钠硅酸盐和含钾的混合碱二硅酸盐，有一个约4.9 Å的短晶格常数，对应[Si₂O₆]单链的链方向平移周期，是这些硅酸盐的共同结构单元。
• 不同多晶型结构 ：
  • Na₂Si₂O₅的α -、β -、δ - 多晶型和Na₁.₅₅K₀.₄₅Si₂O₅ ：链连接性增强，形成折叠四面体层结构。相邻层绕平行于层的2₁轴扭转180°。α - 和δ - 相的六元环为双三角构型，β - 相和Na₁.₅₅K₀.₄₅Si₂O₅为椭圆形构型，Na₁.₅₅K₀.₄₅Si₂O₅孔径更大，顶点指向序列与δ - Na₂Si₂O₅相似，但二者仍有明显差异，Na₁.₅₅K₀.₄₅Si₂O₅是新型四面体单层结构。
  • NaKSi₂O₅ ：单斜晶系，空间群P2₁/n，为单层硅酸盐，片层平行于(001)。由未分支的三元双链缩合而成，双链由两个未分支的三元单链通过共角连接，仅含三级（Q₃）四面体。层堆叠形成三维结构，碱阳离子位于相邻片层间空隙。Na和K原子在六个对称独立的碱位点有序分布，配位数分别为4 - 5和6 - 7。其结构为新型结构，与其他Na₂Si₂O₅相及Na₁.₅₅K₀.₄₅Si₂O₅不同，S₄R/S₆R/S₈R比例为1/1/1，六元环形状和指向序列与Na₁.₅₅K₀.₄₅Si₂O₅相同。在(NaxK₁–x)₂Si₂O₅中，x从0.225到0.5的组成变化会导致硅酸盐层拓扑结构的显著变化。