Zeolit ​​molekulyar elaklarini sintez qilish mexanizmi

Zeolit ​​molekulyar elaklarining shakllanishi va o'sish mexanizmi bo'yicha chuqur tadqiqotlar odamlarga yangi zeolit ​​molekulyar elak topologik tuzilmalarini yaxshiroq loyihalash va sintez qilish, zeolit ​​molekulyar elek materiallarini sintez qilish uchun yangi yo'nalishlarni kengaytirish va zeolit ​​molekulyarining yangi xususiyatlarini va yangi foydalanishni rivojlantirishga yordam beradi. elak materiallari. Zeolit ​​molekulyar elaklari ko'p yillar davomida ishlab chiqilgan bo'lsa-da, uning sintez mexanizmi haqida haqiqiy xulosalar mavjud emas. Molekulyar elaklarning kristallanish mexanizmini o'rganish katta nazariy ahamiyatga ega bo'lib, yangi zeolit ​​molekulyar elaklarini sintez qilish uchun amaliy yo'naltiruvchi ahamiyatga ega. Hozirgi vaqtda eng vakillik mexanizmlari qattiq fazani o'zgartirish mexanizmi (Qattiq gidrojelni aylantirish mexanizmi), suyuqlik fazasini o'zgartirish mexanizmi (Eritma vositachiligida transport mexanizmi) va ikki fazali transformatsiya mexanizmi.
Qattiq fazalarni o'zgartirish mexanizmi
Qattiq fazani o'zgartirish mexanizmi birinchi bo'lib Flanigen va Brek tomonidan taklif qilingan va u eng birinchi taklif qilingan zeolit ​​molekulyar elakning kristallanish mexanizmidir. Ular bunga ishonishadi:
Zeolit ​​molekulyar elakning butun kristallanish jarayonida gidrotermal sharoitda faqat jel qattiq fazasining o'zi ishlab chiqariladi, so'ngra aluminosilikat skeletining tuzilishi to'g'ridan-to'g'ri qayta tartibga solinadi, bu esa zeolit ​​molekulyar elakning yadrolanishi va kristall o'sishiga olib keladi. Zeolit ​​molekulyar elakning kristallanish jarayonida jelning qattiq fazasining erishi ham, zeolit ​​molekulyar elakning yadrolanishi va kristall o'sishida suyuq fazaning bevosita ishtiroki ham mavjud emas.
Birinchidan, zeolit ​​molekulyar elakni sintez qilish uchun zarur bo'lgan turli xil xom ashyolarni aralashtirilgandan so'ng, asosiy turdagi silikat va aluminat polimerizatsiyasi bilan dastlabki aluminosilikat jelini hosil qiladi. Shu bilan birga, jellar orasidagi suyuqlik fazasi ham ishlab chiqarilgan bo'lsa-da, suyuq faza kristallanish va yadrolanish jarayonida ishtirok etmaydi. Ikkinchidan, hosil bo'lgan boshlang'ich aluminosilikat jeli OH-ionlari ta'sirida doimiy ravishda depolimerizatsiyalanadi va qayta tartibga solinadi va shu bilan ma'lum zeolitlarning kristallanishi uchun zarur bo'lgan birlamchi strukturaviy birliklarni hosil qiladi. Nihoyat, bu birlamchi strukturaviy birliklar gidratlangan kationlar atrofida koʻp yuzli hosil qilish uchun qoʻshimcha joylanadi, ular keyinchalik polimerlanadi, bogʻlanadi va zeolit ​​molekulyar elek kristallariga aylanadi.
1970-yillarda golland olimlari Maknikol va boshqalar. LTA zeolit ​​molekulyar eleklarining butun kristallanish jarayonini kuzatish uchun molekulyar spektroskopiyadan foydalangan va shu bilan qattiq fazaga o'tish mexanizmi uchun etarli eksperimental dalillarni taqdim etgan. 1990-yillarda quruq jel konvertatsiyasining tavsiya etilgan sintez usuli ham qattiq fazaga o'tish mexanizmiga misol qo'shdi. Bundan tashqari, so'nggi yillarda ishlab chiqilgan tavsiya etilgan qattiq fazali erituvchisiz sintez usuli ham ma'lum darajada qattiq fazaga o'tish mexanizmi uchun tegishli dalillarni beradi.