Šķidrās fāzes pārejas mehānisms un divvirzienu

Šķidruma fāzes pārejas mehānisms
Šķidrās fāzes pārejas mehānismu pirmo reizi ierosināja Kers un Ciric, gandrīz vienlaikus ar cietās fāzes pārejas mehānismu. Viņi uzskata, ka ceolīta molekulārā sieta kristālu veidošanās un augšana notiek tieši šķīdumā, sākotnējais gēls lēnām izšķīst šķīdumā un veidojas aktīvās sugas aluminosilikāta joni, un pēc tam notiek kondensācija, lēnām veidojot struktūrvienības, kas nepieciešamas ceolīta molekulāros sietus un pēc tam tālāk ģenerējot ceolīta molekulāros sietus.
Pirmkārt, pēc ceolīta molekulārajiem sietiem nepieciešamo izejvielu sajaukšanas galvenās sugas silikāts un alumināts polimerizējas, veidojot sākotnējo alumīnijasilikāta gēlu. Šis alumīnijasilikāta gēls veidojas ātri augstas koncentrācijas apstākļos, tāpēc tam ir augsta nekārtības pakāpe, taču šis alumīnijasilikāta gēls var saturēt dažas primārās strukturālās vienības, piemēram, četru locekļu gredzenus, sešu locekļu gredzenus utt. starp šo želeju un šķidro fāzi tiek izveidots šķīdināšanas līdzsvars. Turklāt alumīnijasilikāta jonu šķīdības produkts ir cieši saistīts ar gēla struktūru un temperatūru. Mainoties kristalizācijas temperatūrai, starp šo gēlu un šķidro fāzi tiek izveidots jauns gēla un šķīduma līdzsvars. Otrkārt, polisilikāta un alumināta koncentrācijas palielināšanās šķidrajā fāzē izraisa kristāla kodolu veidošanos, kam seko ceolīta molekulāro sietu kristālu augšana. Ceolīta molekulāro sietu kodolu veidošanās un kristālu augšanas laikā tiek patērēti polisilikāta un alumināta joni šķidrajā fāzē, izraisot silīcija-alumīnija gela nepārtrauktu šķīšanu. Tā kā ceolīta kristālu šķīdība ir mazāka nekā amorfā gēla šķīdība, gala rezultāts ir pilnīga gēla izšķīšana un pilnīga ceolīta molekulārā sieta kristālu augšana.
Ždanova eksperiments parādīja, ka ceolīta molekulārā sieta kristālu augšanas ātrums ir cieši saistīts ar polisilikāta un alumināta jonu koncentrāciju šķidrajā fāzē, un katra komponenta koncentrācija šķidrajā fāzē kristalizācijas procesā pastāvīgi mainās. Šie eksperimentālie rezultāti atbalsta šķidrās fāzes pārejas mehānismu. Vislabvēlīgākais šķidrās fāzes pārejas mehānisma pierādījums ir ceolīta molekulāro sietu tieša kristalizācija no šķidrās fāzes. Koizumi et al. tieši sintezēti ceolīta molekulārie sieti, piemēram, SOD, GIS un FAU no dzidrinātiem šķīdumiem.
Divfāžu pārejas mehānisms
Kad cilvēki joprojām strīdējās par to, vai ceolīta molekulārā sieta kristalizācija notiek ar šķidrās fāzes pārejas mehānisma vai cietās fāzes pārejas mehānisma palīdzību, zinātnieki ierosināja divu fāžu pārejas mehānismu pēc 1980. gadiem. Divfāzu pārejas mehānisms uzskata, ka ceolīta molekulārā sieta kristalizācijas procesā vienlaikus pastāv šķidrās fāzes pāreja un cietās fāzes pāreja, kas var notikt divās kristalizācijas reakciju sistēmās atsevišķi vai vienā sistēmā vienlaikus.
Gabelica et al. apstiprināja divfāzu pārejas mehānisma esamību no pētījumiem par ZSM-5 molekulārā sieta un Na Y ceolīta kristalizāciju. Iton et al. vispirms izmantoja maza leņķa neitronu izkliedes tehnoloģiju, lai pētītu ZSM-5 molekulārā sieta kristalizācijas procesu, un atklāja, ka ZSM-5 ceolīta molekulārā sieta kristalizācijai sekoja dažādi mehānismi, izmantojot dažādus silīcija avotus. Līdz ar to secināts, ka pat tad, ja tiek izmantots viena veida ceolīta molekulārais siets, tā augšanas mehānisms dažādos kristalizācijas apstākļos ir atšķirīgs.