Zhdanov的實(shí)驗(yàn)表明,沸石分子篩晶體生長速度與液相中多硅酸根和鋁酸根離子的濃度息息相關(guān),并且晶化過程中液相各組分濃度是不斷變化的,這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持了液相轉(zhuǎn)變機(jī)理。對液相轉(zhuǎn)變機(jī)理有利的證明是從液相中直接晶化沸石分子篩,Koizumi等人直接從澄清溶液中合成出了SOD,GIS、FAU等沸石分子篩。
水熱合成法是在沸石分子篩合成中常用和有效的途徑,深入研究分子篩水熱合成的主要困難是對分子篩的生成機(jī)理了解的還不夠清楚。但是,對于沸石分子篩的合成來說無論哪種生成機(jī)理,其晶化過程都要經(jīng)歷相同的基本步驟:多硅酸鹽與鋁酸鹽的再聚合、分子篩成核、核生長、分子篩晶體的生長以及引起的二次成核。為了很好的控制和調(diào)變沸石分子篩的合成反應(yīng),重要的是研究反應(yīng)的條件對合成反應(yīng)的影響。根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),下列影響因素在沸石分子篩的合成中占有很重要的地位,主要包括:反應(yīng)物的組成、硅鋁比、堿度、陳化、晶化溫度與時(shí)間等等。研究這些因素對于合成沸石具有很重要的意義。
初始凝膠的配比往往能夠決定終產(chǎn)物的類型。初投料的反應(yīng)物的不同會(huì)導(dǎo)致后的生成物的完全不同,如,陽離子不同可以導(dǎo)致分子篩產(chǎn)物的不同,鈉離子容易導(dǎo)向LTA、CAN、FAU、GIS等分子篩骨架的生成;而鉀離子則容易導(dǎo)向LTL、CHA、ERI等類型的分子篩骨架。即使初的反應(yīng)物相同只是反應(yīng)物含量有微少的差別也極有可能得到不同的物相,如堿度對分子篩合成體系的影響。另外當(dāng)所有物料比例都相同,只是簡單的使用不同的硅源也有可能導(dǎo)致分子篩晶體大小、形貌、甚至骨架類型的改變。當(dāng)我們用相圖來表述整個(gè)物料時(shí),從中可以發(fā)現(xiàn)許多結(jié)構(gòu)只能在一個(gè)特定的區(qū)域里得到。有時(shí)由于過于多的影響因素,只能選擇一兩個(gè)變量來作圖。另外,投料時(shí)的加料順序,人為操作對于分子篩的合成也是一個(gè)影響因素。