La clinoptolite est un silicate d'aluminium contenant du sodium, du potassium et du calcium, appartenant à la famille des zéolites. Ses cristaux se présentent principalement sous forme de plaquettes transparentes. La zéolite est l'un des minéraux zéolitiques les plus abondants. Ses cristaux sont transparents et peuvent prendre une teinte brune ou rouge en présence d'impuretés. La zéolite est un aluminosilicate de métal alcalin hydraté qui, après déshydratation, peut servir de tamis moléculaire, permettant d'extraire sélectivement l'azote de l'air et d'y enrichir l'oxygène. Elle peut également être utilisée comme agent échangeur d'ions pour le traitement des déchets nucléaires, ainsi que comme charge et agent d'expansion dans l'industrie papetière.

Avec une production mondiale annuelle d'environ 3 millions de tonnes de zéolite naturelle, plus de 80 % de cette production est constituée de minéraux de type clinoptilolite. Outre les zéolites naturelles, de nombreuses zéolites synthétiques ont été développées à travers le monde pour la fabrication de zéolites cationiques. Cependant, à ce jour, seules 232 zéolites synthétiques présentant ces structures ont été découvertes et synthétisées, ce qui amène de nombreux chercheurs à s'interroger sur les raisons pour lesquelles seule une infime partie des possibilités a été explorée. La zéolite naturelle est une ressource abondante, un aluminosilicate hydraté cristallin à structure squelettique, dont les pores sont occupés par l'eau et les cations de métaux alcalins et alcalino-terreux. Grâce à leur forte capacité cationique et à leurs propriétés de tamis moléculaires, les zéolites naturelles sont largement utilisées comme adsorbants de cations dans les procédés de séparation et les environnements de laboratoire propres depuis plusieurs décennies.

La série des clinoptilolites comprend trois espèces : la clinoptilolite K, la clinoptilolite Na et la clinoptilolite Ca, nommées d’après leurs éléments constitutifs. Ces éléments sont échangés lors de la réaction d’échange cationique, ce qui est bénéfique pour les métaux lourds, les toxines, l’ammoniac, etc., qui présentent une forte affinité pour les minéraux.

La capacité d'échange des cations NH4 dans les roches de clinoptilolite est relativement élevée, et la clinoptilolite peut également échanger sélectivement certains métaux lourds, ce qui la rend adaptée à l'élimination des ions de métaux lourds.

1. Performances d'adsorption. La zéolite possède une grande surface spécifique (500 à 1 000 m²/g) et génère une force de diffusion importante, ce qui en fait un excellent adsorbant. Les cristaux de zéolite contiennent de nombreux pores et canaux de taille uniforme, dont le diamètre est précis et fixe (environ 3 à 11 Å) dans certaines conditions physico-chimiques. Les substances de diamètre inférieur à ce diamètre peuvent être adsorbées, tandis que celles de diamètre supérieur sont exclues. Ce phénomène est appelé « effet de tamis moléculaire », mais toutes les zéolites ne présentent pas cette propriété.

2. Performance catalytique. Grâce à sa grande surface d'adsorption, la zéolite peut accueillir une quantité considérable de substances adsorbées, ce qui favorise les réactions chimiques à sa surface. Par conséquent, la zéolite constitue un catalyseur et un support catalytique efficaces.

3. Stabilité thermique. La stabilité thermique de la zéolite est liée à des facteurs tels que le type de cations qu'elle contient, le rapport silicium/aluminium et sa structure interne.

4. Résistance aux acides. La zéolite présente une bonne résistance aux acides. De plus, elle possède également des propriétés intéressantes pour les procédés, telles que la réactivité chimique, la sensibilité au rayonnement infrarouge lointain et la déshydratation réversible.