Vloeistoffase-overgangsmechanisme en bidirectioneel

Overgangsmechanisme in de vloeibare fase
Het vloeistoffase-overgangsmechanisme werd voor het eerst voorgesteld door Kerr en Ciric, bijna tegelijkertijd met het vaste-fase-overgangsmechanisme. Ze geloven dat de kiemvorming en groei van zeoliet-moleculaire zeefkristallen direct in de oplossing worden uitgevoerd, dat de initiële gel langzaam in de oplossing oplost en dat de actieve soort aluminosilicaationen worden gegenereerd, waarna condensatie plaatsvindt, waardoor langzaam de structurele eenheden worden gevormd die nodig zijn voor zeoliet moleculaire zeven, en vervolgens verder zeoliet moleculaire zeven genereren.
Ten eerste, nadat de grondstoffen die nodig zijn voor moleculaire zeolietzeven zijn gemengd, polymeriseren de belangrijkste soorten silicaat en aluminaat om een ​​initiële aluminosilicaatgel te vormen. Deze aluminosilicaatgel wordt snel gevormd onder omstandigheden van hoge concentratie, dus het heeft een hoge mate van wanorde, maar deze aluminosilicaatgel kan enkele primaire structurele eenheden bevatten, zoals vierringen, zesringen, enz. Tegelijkertijd, er ontstaat een oplossingsevenwicht tussen deze gel en de vloeibare fase. Bovendien hangt het oplosbaarheidsproduct van aluminosilicaationen nauw samen met de structuur en temperatuur van de gel. Naarmate de kristallisatietemperatuur verandert, ontstaat er een nieuw gel- en oplossingsevenwicht tussen deze gel en de vloeibare fase. Ten tweede leidt de toename van de concentratie van polysilicaat en aluminaat in de vloeibare fase tot de vorming van kristalkernen, gevolgd door de groei van zeoliet-moleculaire zeefkristallen. Tijdens de kiemvorming en kristalgroei van zeoliet-moleculaire zeven worden polysilicaat- en aluminaationen in de vloeibare fase verbruikt, waardoor de voortdurende oplossing van de silica-aluminiumoxidegel wordt veroorzaakt. Omdat de oplosbaarheid van zeolietkristallen kleiner is dan die van amorfe gel, is het uiteindelijke resultaat het volledig oplossen van de gel en de volledige groei van zeoliet-moleculaire zeefkristallen.
Het experiment van Zhdanov toonde aan dat de groeisnelheid van zeoliet-moleculaire zeefkristallen nauw verband houdt met de concentratie van polysilicaat- en aluminaationen in de vloeibare fase, en dat de concentratie van elke component in de vloeibare fase voortdurend verandert tijdens het kristallisatieproces. Deze experimentele resultaten ondersteunen het vloeistoffase-overgangsmechanisme. Het meest gunstige bewijs van het overgangsmechanisme van de vloeibare fase is de directe kristallisatie van moleculaire zeolietzeven uit de vloeibare fase. Koizumi et al. direct gesynthetiseerde zeoliet moleculaire zeven zoals SOD, GIS en FAU uit geklaarde oplossingen.
Tweefasig overgangsmechanisme
Toen mensen nog steeds ruzie maakten over de vraag of de kristallisatie van de moleculaire zeef van zeoliet plaatsvond via het overgangsmechanisme van de vloeibare fase of het overgangsmechanisme van de vaste fase, stelden wetenschappers na de jaren tachtig het tweefasige overgangsmechanisme voor. Het tweefasige overgangsmechanisme gelooft dat de overgang van de vloeibare fase en de vaste fase gelijktijdig bestaan ​​in het kristallisatieproces van de moleculaire zeef van zeoliet, wat kan plaatsvinden in twee kristallisatiereactiesystemen afzonderlijk of in één systeem tegelijkertijd.
Gabelica et al. bevestigden het bestaan ​​van het tweefasige overgangsmechanisme uit hun onderzoek naar de kristallisatie van ZSM-5 moleculaire zeef en Na Y-zeoliet. Iton et al. paste voor het eerst neutronenverstrooiingstechnologie met een kleine hoek toe om het kristallisatieproces van de ZSM-5 moleculaire zeef te bestuderen, en ontdekte dat de kristallisatie van de ZSM-5 zeoliet moleculaire zeef verschillende mechanismen volgde bij gebruik van verschillende siliciumbronnen. Daarom wordt geconcludeerd dat zelfs als hetzelfde type zeoliet moleculaire zeef wordt gebruikt, het groeimechanisme ervan verschillend is onder verschillende kristallisatieomstandigheden.