Mechanizmus syntézy molekulových sít zeolitu

Hĺbkový výskum mechanizmu tvorby a rastu zeolitových molekulárnych sít pomôže ľuďom lepšie navrhnúť a syntetizovať nové topologické štruktúry zeolitových molekulárnych sit, rozšíriť nové cesty syntézy zeolitových molekulárnych sitových materiálov a vyvinúť nové vlastnosti a nové využitie molekulárnych zeolitových sít. sitové materiály. Hoci molekulové sitá zeolitu boli vyvíjané už mnoho rokov, neexistuje žiadny skutočný záver o mechanizme jeho syntézy. Štúdium mechanizmu kryštalizácie molekulových sít má veľký teoretický význam a má tiež praktický význam pre syntézu nových zeolitových molekulových sít. V súčasnosti sú najreprezentatívnejšími mechanizmami mechanizmus transformácie tuhej fázy (mechanizmus transformácie tuhého hydrogélu), mechanizmus transformácie kvapalnej fázy (mechanizmus transportu sprostredkovaný roztokom) a mechanizmus dvojfázovej transformácie.
Mechanizmus transformácie tuhej fázy
Mechanizmus transformácie tuhej fázy bol prvýkrát navrhnutý Flanigenom a Breckom a je to tiež najskorší navrhovaný mechanizmus kryštalizácie zeolitu pomocou molekulového sita. Veria, že:
Počas celého procesu kryštalizácie molekulového sita zeolitu sa za hydrotermálnych podmienok vyrába len samotná gélová tuhá fáza a následne sa priamo preskupuje štruktúra hlinitokremičitanového skeletu, čo vedie k nukleácii a rastu kryštálov molekulového sita zeolitu. V procese kryštalizácie molekulového sita zeolitu nedochádza ani k rozpusteniu pevnej fázy gélu, ani k priamej účasti kvapalnej fázy na nukleácii a raste kryštálov molekulového sita zeolitu.
Po prvé, po zmiešaní rôznych surovín potrebných na syntézu zeolitového molekulového sita, hlavný druh kremičitanu a hlinitanu polymerizuje za vzniku počiatočného hlinitokremičitanového gélu. Súčasne, hoci sa vytvára aj kvapalná fáza medzi gélmi, kvapalná fáza sa nezúčastňuje na procese kryštalizácie a nukleácie. Po druhé, počiatočný vytvorený hlinitokremičitanový gél sa kontinuálne depolymerizuje a preskupuje pôsobením OH- iónov, čím sa vytvárajú primárne štruktúrne jednotky potrebné na kryštalizáciu určitých zeolitov. Nakoniec sa tieto primárne štruktúrne jednotky ďalej preusporiadajú okolo hydratovaných katiónov za vzniku mnohostenov, ktoré sa ďalej polymerizujú, spájajú a formujú do kryštálov molekulového sita zeolitu.
V 70. rokoch 20. storočia holandskí vedci Mcnicol a spol. použili molekulovú spektroskopiu na sledovanie celého procesu kryštalizácie molekulových sít LTA zeolitu, čím poskytli dostatočné experimentálne dôkazy pre mechanizmus prechodu tuhej fázy. V deväťdesiatych rokoch minulého storočia navrhovaná metóda syntézy konverzie suchého gélu tiež pridala príklad mechanizmu prechodu tuhej fázy. Okrem toho navrhovaná metóda syntézy bez rozpúšťadla na pevnej fáze vyvinutá v posledných rokoch tiež poskytuje do určitej miery zodpovedajúce dôkazy o mechanizme prechodu na pevnej fáze.