Synthesemechanisme van zeoliet moleculaire zeven

Diepgaand onderzoek naar het vormings- en groeimechanisme van zeoliet moleculaire zeven zal mensen helpen nieuwe topologische structuren van zeoliet moleculaire zeef beter te ontwerpen en synthetiseren, nieuwe routes uit te breiden voor de synthese van zeoliet moleculaire zeefmaterialen, en nieuwe eigenschappen en nieuwe toepassingen van zeoliet moleculaire zeefmaterialen te ontwikkelen. materialen zeven. Hoewel moleculaire zeolieten al vele jaren worden ontwikkeld, is er nog geen echte conclusie getrokken over het synthesemechanisme ervan. Het bestuderen van het kristallisatiemechanisme van moleculaire zeven is van grote theoretische betekenis en heeft ook een praktische richtinggevende betekenis voor de synthese van nieuwe moleculaire zeolietzeven. Op dit moment zijn de meest representatieve mechanismen het transformatiemechanisme in de vaste fase (Solid hydrogel Transformation mechanism), het transformatiemechanisme in de vloeibare fase (Solution-mediated Transport mechanism) en het dual-phase transformatiemechanisme.
Solide-fase-transformatiemechanisme
Het vaste-fase-transformatiemechanisme werd voor het eerst voorgesteld door Flanigen en Breck, en het is ook het vroegst voorgestelde kristallisatiemechanisme van zeoliet-moleculaire zeef. Zij geloven dat:
Tijdens het gehele kristallisatieproces van de zeoliet-moleculaire zeef wordt alleen de vaste gelfase zelf geproduceerd onder hydrothermische omstandigheden, en vervolgens wordt de structuur van het aluminosilicaatskelet direct herschikt, wat leidt tot de kiemvorming en kristalgroei van de zeoliet-moleculaire zeef. Bij het kristallisatieproces van de moleculaire zeef van zeoliet is er geen oplossing van de vaste gelfase, noch directe deelname van de vloeibare fase aan de kiemvorming en kristalgroei van de moleculaire zeef van zeoliet.
Ten eerste, nadat de verschillende grondstoffen die nodig zijn voor de synthese van de moleculaire zeef van zeoliet zijn gemengd, polymeriseren de belangrijkste soorten silicaat en aluminaat om een ​​initiële aluminosilicaatgel te vormen. Hoewel ook de vloeibare fase tussen de gels wordt geproduceerd, neemt de vloeibare fase tegelijkertijd niet deel aan het kristallisatie- en kiemvormingsproces. Ten tweede wordt de aanvankelijk gevormde aluminosilicaatgel continu gedepolymeriseerd en opnieuw gerangschikt onder de werking van OH-ionen, waardoor de primaire structurele eenheden worden gevormd die nodig zijn voor de kristallisatie van bepaalde zeolieten. Ten slotte worden deze primaire structurele eenheden verder herschikt rond de gehydrateerde kationen om veelvlakken te vormen, die verder worden gepolymeriseerd, verbonden en gevormd tot moleculaire zeefkristallen van zeoliet.
In de jaren zeventig ontdekten de Nederlandse wetenschappers Mcnicol et al. gebruikte moleculaire spectroscopie om het gehele kristallisatieproces van LTA-zeoliet moleculaire zeven te volgen, waardoor voldoende experimenteel bewijs werd geleverd voor het vaste fase-overgangsmechanisme. In de jaren negentig voegde de voorgestelde synthesemethode voor droge gelconversie ook een voorbeeld toe aan het vaste fase-overgangsmechanisme. Bovendien levert de voorgestelde oplosmiddelvrije synthesemethode in de vaste fase, die de afgelopen jaren is ontwikkeld, tot op zekere hoogte ook overeenkomstig bewijs voor het overgangsmechanisme in de vaste fase.