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| 所在地 | 河南省鞏義市西村工業(yè)園區(qū) |
3年
固相轉(zhuǎn)變機(jī)理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子篩晶化機(jī)理。他們認(rèn)為:
在沸石分子篩的整個(gè)晶化過(guò)程中只是凝膠固相本身在水熱條件下產(chǎn)生，然后直接進(jìn)行硅鋁酸鹽骨架的結(jié)構(gòu)重排，進(jìn)而導(dǎo)致了沸石分子篩的成核和晶體的生長(zhǎng)，而在沸石分子篩晶化過(guò)程中既沒(méi)有凝膠固相的溶解，也并沒(méi)有液相直接來(lái)參與沸石分子篩的成核以及晶體的生長(zhǎng)。
，沸石分子篩合成所需的各種原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。同時(shí)，凝膠間液相雖然也產(chǎn)生，然而液相部分并不參與晶化成核的過(guò)程中。其次，所形成的硅鋁酸鹽初始凝膠在OH-離子的作用下卻不斷發(fā)生解聚與結(jié)構(gòu)重排，從而形成某些沸石晶化所需要的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元。后，這些初級(jí)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步圍繞著水合陽(yáng)離子發(fā)生重排構(gòu)成多面體，這些多面體再進(jìn)一步聚合、連接、形成沸石分子篩晶體。
沸石合成大都是在堿性條件下合成的，常見(jiàn)的堿是無(wú)機(jī)堿氫氧化鈉。我們通常用Na2O/SiO2來(lái)表示體系的堿度。一般而言，堿度增加，硅鋁原料的溶解度增加，硅鋁酸鹽聚合度降低，使溶液中的過(guò)飽和度增大，從而加快成核速度，結(jié)果縮短了誘導(dǎo)期，使之晶化速度加快。此外，增大堿度時(shí)會(huì)使終產(chǎn)品的粒子變小并且粒徑分布變窄，如在無(wú)模板條件下合成具有6nm小尺寸的EMT沸石分子篩。另外當(dāng)體系的堿度增大，有利于生成富鋁的沸石。在無(wú)有機(jī)模板存在的條件下，通過(guò)讓無(wú)機(jī)堿充當(dāng)模板的作用來(lái)合成如Beta，RUB-13, ZSM-12，ZSM-23，MCM-68等沸石分子篩，這些沸石分子篩不僅是高度富鋁的而且還是高度富有無(wú)機(jī)金屬陽(yáng)離子的。另一個(gè)沸石合成的條件是在含有氟離子的中性或酸性條件下來(lái)合成沸石分子篩，氟離子在分子篩合成中取代了堿的作用，來(lái)溶解硅鋁酸鹽凝膠。在氟體系下合成的純硅分子篩缺陷較少，也更容易得到比較的大單晶。
對(duì)于合成沸石分子篩，溫度是一個(gè)很重要的因素。溫度變化會(huì)影響水在反應(yīng)釜中的壓力的變化、硅鋁酸鹽的聚合狀態(tài)和聚合反應(yīng)、凝膠的生成和溶解與轉(zhuǎn)變、分子篩的成核與生長(zhǎng)以及介穩(wěn)相間的轉(zhuǎn)晶。相同的體系在不同的溫度下可能會(huì)得到完全不一樣的物相，溫度越高得到的沸石的尺寸和孔體積越小，晶體骨架密度相應(yīng)增大。一般而言在150 °C以下，初級(jí)結(jié)構(gòu)往往是四元環(huán)或六元環(huán)，而當(dāng)溫度150 °C，則往往是五元環(huán)的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元。由此可見(jiàn)，在高溫水熱條件下，無(wú)機(jī)物（主要是硅鋁酸鹽物種）的造孔規(guī)律和晶化溫度與水蒸汽壓之間存在著密切的聯(lián)系。
晶化時(shí)間往往也是分子篩合成的一個(gè)重要因素。晶化時(shí)間不夠常常會(huì)有大量的原料未轉(zhuǎn)化，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，往往會(huì)發(fā)生晶體轉(zhuǎn)晶的現(xiàn)象，一般由比較空曠的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為比較致密的結(jié)構(gòu)。晶化時(shí)間與晶化溫度往往是相輔相成的，降低溫度，就要增加晶化時(shí)間；升高溫度，有時(shí)就要縮短晶化時(shí)間。
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