Ceolito molekulinių sietų sintezės mechanizmas

Išsamūs ceolito molekulinių sietų susidarymo ir augimo mechanizmo tyrimai padės žmonėms geriau kurti ir susintetinti naujas ceolito molekulinių sietų topologines struktūras, išplėsti naujus ceolito molekulinių sietų medžiagų sintezės būdus ir sukurti naujas molekulinio ceolito savybes ir naujus naudojimo būdus. sieto medžiagos. Nors ceolito molekuliniai sietai buvo kuriami daugelį metų, realios išvados apie jo sintezės mechanizmą nebuvo. Molekulinių sietų kristalizacijos mechanizmo tyrimas turi didelę teorinę reikšmę, taip pat turi praktinę orientacinę reikšmę naujų ceolito molekulinių sietų sintezei. Šiuo metu tipiškiausi mechanizmai yra kietosios fazės transformacijos mechanizmas (Solid hydrogel Transformation mechanizmas), skystosios fazės transformacijos mechanizmas (Solution-mediated Transport mechanizmas) ir dviejų fazių transformacijos mechanizmas.
Kietosios fazės transformacijos mechanizmas
Kietosios fazės transformacijos mechanizmą pirmą kartą pasiūlė Flanigenas ir Breckas, be to, tai yra anksčiausiai pasiūlytas ceolito molekulinio sieto kristalizacijos mechanizmas. Jie tiki, kad:
Viso ceolito molekulinio sieto kristalizacijos proceso metu hidroterminėmis sąlygomis susidaro tik pati gelio kietoji fazė, o tada aliuminio silikato skeleto struktūra tiesiogiai pertvarkoma, o tai lemia ceolito molekulinio sieto branduolių susidarymą ir kristalų augimą. Ceolito molekulinio sieto kristalizacijos procese netirpsta nei kietoji gelio fazė, nei skystoji fazė tiesiogiai nedalyvauja ceolito molekulinio sieto branduolių susidaryme ir kristalų augime.
Pirma, sumaišius įvairias žaliavas, reikalingas ceolito molekulinio sieto sintezei, pagrindinės rūšys silikatas ir aliuminatas polimerizuojasi, kad susidarytų pradinis aliumosilikato gelis. Tuo pačiu metu, nors susidaro ir skystoji fazė tarp gelių, skystoji fazė nedalyvauja kristalizacijos ir branduolių susidarymo procese. Antra, susidaręs pradinis aliumosilikatinis gelis yra nuolat depolimerizuojamas ir pertvarkomas veikiant OH-jonams, taip suformuojant pirminius struktūrinius vienetus, reikalingus tam tikrų ceolitų kristalizacijai. Galiausiai šie pirminiai struktūriniai vienetai toliau pertvarkomi aplink hidratuotus katijonus, kad susidarytų daugiakampiai, kurie toliau polimerizuojami, sujungiami ir suformuojami į ceolito molekulinio sieto kristalus.
Aštuntajame dešimtmetyje olandų mokslininkai Mcnicol ir kt. naudojo molekulinę spektroskopiją, kad galėtų sekti visą LTA ceolito molekulinių sietų kristalizacijos procesą, tokiu būdu pateikdamas pakankamai eksperimentinių įrodymų apie kietosios fazės perėjimo mechanizmą. Dešimtajame dešimtmetyje siūlomas sauso gelio konversijos sintezės metodas taip pat papildė kietosios fazės perėjimo mechanizmą. Be to, pasiūlytas kietosios fazės be tirpiklių sintezės metodas, sukurtas pastaraisiais metais, tam tikru mastu taip pat suteikia atitinkamų įrodymų apie kietosios fazės perėjimo mechanizmą.