Meccanismo di sintesi dei setacci molecolari della zeolite

Una ricerca approfondita sul meccanismo di formazione e crescita dei setacci molecolari di zeolite aiuterà le persone a progettare e sintetizzare meglio le nuove strutture topologiche dei setacci molecolari di zeolite, ad espandere nuove rotte per la sintesi dei materiali dei setacci molecolari di zeolite e a sviluppare nuove proprietà e nuovi usi dei setacci molecolari di zeolite. materiali del setaccio. Sebbene i setacci molecolari della zeolite siano stati sviluppati da molti anni, non si è giunti ad alcuna conclusione reale sul suo meccanismo di sintesi. Lo studio del meccanismo di cristallizzazione dei setacci molecolari ha un grande significato teorico e ha anche un significato pratico di guida per la sintesi di nuovi setacci molecolari di zeolite. Allo stato attuale, i meccanismi più rappresentativi sono il meccanismo di trasformazione della fase solida (meccanismo di trasformazione dell'idrogel solido), il meccanismo di trasformazione della fase liquida (meccanismo di trasporto mediato dalla soluzione) e il meccanismo di trasformazione a doppia fase.
Meccanismo di trasformazione in fase solida
Il meccanismo di trasformazione della fase solida è stato proposto per la prima volta da Flanigen e Breck, ed è anche il primo meccanismo di cristallizzazione del setaccio molecolare della zeolite proposto. Credono che:
Durante l'intero processo di cristallizzazione del setaccio molecolare della zeolite, solo la fase solida del gel viene prodotta in condizioni idrotermali, quindi la struttura dello scheletro di alluminosilicato viene riorganizzata direttamente, il che porta alla nucleazione e alla crescita dei cristalli del setaccio molecolare della zeolite. Nel processo di cristallizzazione del setaccio molecolare della zeolite, non vi è né dissoluzione della fase solida del gel né partecipazione diretta della fase liquida alla nucleazione e alla crescita dei cristalli del setaccio molecolare della zeolite.
Innanzitutto, dopo che le varie materie prime necessarie per la sintesi del setaccio molecolare di zeolite sono state miscelate, le specie principali di silicato e alluminato polimerizzano per formare un gel di alluminosilicato iniziale. Allo stesso tempo, sebbene venga prodotta anche la fase liquida tra i gel, la fase liquida non partecipa al processo di cristallizzazione e nucleazione. In secondo luogo, il gel di alluminosilicato iniziale formato viene continuamente depolimerizzato e riorganizzato sotto l'azione degli ioni OH-, formando così le unità strutturali primarie necessarie per la cristallizzazione di alcune zeoliti. Infine, queste unità strutturali primarie vengono ulteriormente riorganizzate attorno ai cationi idrati per formare poliedri, che vengono ulteriormente polimerizzati, collegati e formati in cristalli di setaccio molecolare di zeolite.
Negli anni '70, gli scienziati olandesi Mcnicol et al. hanno utilizzato la spettroscopia molecolare per tracciare l'intero processo di cristallizzazione dei setacci molecolari della zeolite LTA, fornendo così prove sperimentali sufficienti per il meccanismo di transizione della fase solida. Negli anni '90, il metodo di sintesi proposto per la conversione del gel secco ha anche aggiunto un esempio al meccanismo di transizione della fase solida. Inoltre, il metodo di sintesi senza solventi in fase solida proposto, sviluppato negli ultimi anni, fornisce anche, in una certa misura, prove corrispondenti per il meccanismo di transizione della fase solida.