Механизм синтеза цеолитовых молекулярных сит

Углубленные исследования механизма формирования и роста цеолитных молекулярных сит помогут людям лучше проектировать и синтезировать новые топологические структуры цеолитных молекулярных сит, расширять новые пути синтеза материалов цеолитных молекулярных сит, а также разрабатывать новые свойства и новые области применения цеолитных молекулярных сит. ситовые материалы. Хотя цеолитовые молекулярные сита разрабатывались уже много лет, до сих пор не было сделано окончательного заключения о механизме их синтеза. Изучение механизма кристаллизации молекулярных сит имеет большое теоретическое, а также практическое значение для синтеза новых цеолитных молекулярных сит. В настоящее время наиболее представительными механизмами являются механизм твердофазного преобразования (механизм преобразования твердого гидрогеля), механизм жидкофазного преобразования (механизм транспорта, опосредованного раствором) и механизм двухфазного преобразования.
Механизм твердофазного превращения
Механизм твердофазного превращения был впервые предложен Фланигеном и Бреком, и это также самый ранний предложенный механизм кристаллизации молекулярного сита цеолита. Они верят, что:
В течение всего процесса кристаллизации цеолитного молекулярного сита в гидротермальных условиях образуется только сама твердая фаза геля, а затем структура алюмосиликатного скелета непосредственно перестраивается, что приводит к зарождению и росту кристаллов цеолитного молекулярного сита. В процессе кристаллизации цеолитного молекулярного сита не происходит ни растворения твердой фазы геля, ни прямого участия жидкой фазы в зародышеобразовании и росте кристаллов цеолитного молекулярного сита.
Во-первых, после смешивания различного сырья, необходимого для синтеза цеолитного молекулярного сита, основные виды силиката и алюмината полимеризуются с образованием исходного алюмосиликатного геля. При этом, хотя жидкая фаза между гелями также образуется, жидкая фаза не участвует в процессах кристаллизации и нуклеации. Во-вторых, образовавшийся исходный алюмосиликатный гель непрерывно деполимеризуется и перестраивается под действием ионов ОН-, образуя тем самым первичные структурные единицы, необходимые для кристаллизации некоторых цеолитов. Наконец, эти первичные структурные единицы далее перестраиваются вокруг гидратированных катионов с образованием многогранников, которые далее полимеризуются, соединяются и формируются в кристаллы молекулярного сита цеолита.
В 1970-х годах голландские ученые Макникол и др. использовали молекулярную спектроскопию для отслеживания всего процесса кристаллизации молекулярных сит из цеолита LTA, тем самым предоставив достаточные экспериментальные доказательства механизма твердофазного перехода. В 1990-х годах предложенный метод синтеза конверсии сухого геля также добавил пример твердофазного механизма перехода. Кроме того, предложенный в последние годы метод твердофазного синтеза без растворителя также в определенной степени дает соответствующие доказательства механизма твердофазного перехода.