Pod pojmom katalýza si väčšina z nás predstaví nejaký zložitý chemický proces čistenia či štiepenia vplyvom katalyzátorov. Pre označenie látky, ktorá svojou prítomnosťou umožňuje určitú chemickú reakciu, ktorá by inak nenastala, sa všeobecne používa termín katalyzátor. A takouto látkou môže byť po vhodnej úprave aj zeolitový minerál klinoptilolit. Okrem odborníkov si však málokto do hĺbky uvedomuje, že katalytické procesy sú nevyhnutnou podmienkou našej vlastnej existencie. Stovky rozličných enzýmov produkovaných živou hmotou pomáha v organizmoch uskutočňovať katalytické chemické reakcie, ktoré sú podstatou života.

Prírodný zeolit klinoptilolit  aj  ako katalyzátor

Človek však využíva katalýzu aj vedome k tomu, aby si upravil potravu, získal rôzne chemické výrobky a ušľachtilé palivá a zlepšoval životné prostredie. Dnes môžeme pozorovať rozširovanie využitia katalytických metód chemických premien surovín na žiadané produkty. Moderné plynárenstvo používa katalyzátory na úpravu vykurovacích plynov. Aj pri odstraňovaní jedovatého oxidu uhoľnatého alebo pri výrobe plynu z ropy. Čistenie výfukových plynov z motorových vozidiel je založené na katalytickej oxidácii škodlivín. Katalytické materiály na báze prírodného klinoptilolitu nachádzajú svoje uplatnenie aj v tejto priemyselnej sfére.

Sú vlastnosti  klinoptilolitu tak výnimočné?

Prírodný zeolit je zložitý vodnatý hlinitokremičitan s komplikovanou kryštálovou štruktúrou. Zo zeolitových minerálov najčastejším a najrozšírenejším je práve klinoptilolit, ktorý je vhodným adsorpčným alebo katalytickým substrátom. Jeho početné praktické využitia sú v podstate založené aj na týchto vlastnostiach prírodného zeolitu: reverzibilná schopnosť hydratácie a dehydratácie, veľká kapacita iónovej výmeny, vysoká schopnosť sorpcie určitých plynov, odolnosť voči agresívnym látkam a vysoká tepelná stabilita, výnimočné katalytické vlastnosti a relatívne nízka hustota zeolitových kryštálov.

Klinoptilolit s modifikovanými povrchovými vlastnosťami

 Vzhľadom k vysokej tepelnej stabilite kryštálovej štruktúry je prírodný klinoptilolit  používaný v katalytických reakciách pri oddeľovaní dusíka od metánu. V tomto technologickom procese  vhodne upravený dehydratovaný klinoptilolit vykazuje vysokú selektivitu a katalytickú účinnosť. Experimentálne boli testované katalytické vlastnosti klinoptilolitu úpravou jeho povrchu kalcináciou pri rôznych teplotách. Katalytická aktivita klinoptilolitu tepelne a následne chemicky ošetrená bola študovaná s cieľom zníženia toxických zložiek a škodlivých plynov, ktoré sú produkované činnosťou spaľovacích motorov. Množstvo iných príkladov použitia klinoptilolitu ako katalyzátora možno nájsť vo vedeckej literatúre.

Úprava štruktúry a zloženia prírodného zeolitu

Chemickou úpravou sa dá štruktúra alebo zloženie prírodného klinoptilolitu modifikovať veľkým množstvom technologických možností a postupov. Uplatňovaných a realizovaných v súlade s tým, aké zásadné praktické aplikácie týmito zmenami povrchových vlastností klinoptilolitu sú sledované.  Medzi najznámejšie používané technologické a úpravárenské postupy patrí hlavne dealuminizácia, vplyv rôznych ionomeničových substancií, adsorpčné procesy, aplikácie amínov a povrchovo aktívnych katiónov či modifikácie povrchu klinoptilolitu izomorfnou substitúciou.

Katalytické vlastnosti klinoptilolitu

Tieto vlastnosti  sú silne závislé od pomeru Si/Al.  Zníženie obsahu hliníka sa podstatne prejaví zlepšenými katalytickými vlastnosťami. Katalytický materiál  rôznych Si/Al pomerov na báze klinoptilolitu sa dá dosiahnuť jeho  chemickou úpravou, hydrotermálnou úpravou alebo aplikáciou kombinovaných fyzikálnych a chemických metód.