Le zeoliti sono minerali di origine vulcanica, con una
struttura cristallina regolare e microporosa, caratterizzate da una enorme
quantità di volumi vuoti interni ai cristalli. La parola zeolite deriva dal greco
zein, "bollire" e lithos, "pietra", da “pietra che bolle”, perché quando
viene scaldata libera acqua senza modificare la struttura dell’alluminio silicato
idrato. Questa parola fu coniata nel 1756 dallo studioso svedese Axel Fredrik
Cronstedt, che osservò il liberarsi di vapore acqueo, dovuto all'acqua intrappolata
nelle cavità, scaldando uno di questi minerali. Le zeoliti sono degli
alluminosilicati idrati cristallini, con struttura tridimensionale tetraedrica
cristallina, formata da SiO4 e di AlO4 e si associano a formare una struttura delimitante
canali regolari e pori interconnessi con diametro di circa 4Å; all’interno di
tale struttura si posizionano H2O e cationi quali Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, K⁺, etc..
Il rapporto silicio-alluminio ha una grande influenza sul
potere di adsorbimento della materia prima, tanto che zeoliti con
rapporto Si/Al simile presentano efficacia di adsorbimento simile. Inoltre, la
quantità di Si e di Al influenzano, rispettivamente in senso positivo e negativo,
la stabilità del materiale in ambiente acido. Un’altra caratteristica della
zeolite è la grande superficie interna, che può raggiungere i 300-700 m²/g, di
cui 20 m²/g utilizzabili nella materia grezza e più di 700 m²/g nella
zeolite micronizzata.
Di fondamentale importanza è la dimensione dei canali e dei
pori della struttura della zeolite, in quanto ad essi è legata l'azione
catalitica: le molecole entrano nei pori e nei canali e subiscono reazioni di
cracking, di isomerizzazione, di scambio cationico, ecc.. Le zeoliti possono pertanto scambiare i metalli siti nei
loro canali con altri metalli.
