Ceolīta molekulāro sietu sintēzes mehānisms

Padziļināta ceolīta molekulāro sietu veidošanās un augšanas mehānisma izpēte palīdzēs cilvēkiem labāk izstrādāt un sintezēt jaunas ceolīta molekulāro sietu topoloģiskās struktūras, paplašināt jaunus ceļus ceolīta molekulāro sietu materiālu sintēzei un attīstīt jaunas ceolīta molekulārās īpašības un jaunus lietojumus. sietu materiāli. Lai gan ceolīta molekulārie sieti ir izstrādāti daudzus gadus, nav izdarīts neviens reāls secinājums par tā sintēzes mehānismu. Molekulāro sietu kristalizācijas mehānisma izpētei ir liela teorētiska nozīme, kā arī praktiski vadoša nozīme jaunu ceolīta molekulāro sietu sintēzē. Pašlaik reprezentatīvākie mehānismi ir cietās fāzes transformācijas mehānisms (Cietā hidrogēla transformācijas mehānisms), šķidrās fāzes transformācijas mehānisms (Solution-mediētā transporta mehānisms) un divfāžu transformācijas mehānisms.
Cietfāzes transformācijas mehānisms
Cietās fāzes transformācijas mehānismu vispirms ierosināja Flanigens un Breks, un tas ir arī agrākais ierosinātais ceolīta molekulārā sieta kristalizācijas mehānisms. Viņi uzskata, ka:
Visā ceolīta molekulārā sieta kristalizācijas procesā hidrotermālos apstākļos tiek ražota tikai pati gēla cietā fāze, un pēc tam alumīnijasilikāta skeleta struktūra tiek tieši pārkārtota, kas izraisa ceolīta molekulārā sieta kodolu veidošanos un kristālu augšanu. Ceolīta molekulārā sieta kristalizācijas procesā nenotiek ne gēla cietās fāzes izšķīšana, ne šķidrās fāzes tieša līdzdalība ceolīta molekulārā sieta kodolu veidošanā un kristālu augšanā.
Pirmkārt, pēc dažādu ceolīta molekulārā sieta sintēzei nepieciešamo izejvielu sajaukšanas galvenās sugas silikāts un alumināts polimerizējas, veidojot sākotnējo alumīnijasilikāta gēlu. Tajā pašā laikā, lai gan veidojas arī šķidrā fāze starp gēliem, šķidrā fāze nepiedalās kristalizācijas un kodolu veidošanās procesā. Otrkārt, sākotnēji izveidotais aluminosilikāta gēls tiek nepārtraukti depolimerizēts un pārkārtots OH-jonu iedarbībā, tādējādi veidojot primārās struktūrvienības, kas nepieciešamas noteiktu ceolītu kristalizācijai. Visbeidzot, šīs primārās strukturālās vienības tiek tālāk pārkārtotas ap hidratētajiem katjoniem, veidojot daudzskaldņus, kurus tālāk polimerizē, savieno un veido ceolīta molekulārā sieta kristālos.
70. gados holandiešu zinātnieki Mcnicol et al. izmantoja molekulāro spektroskopiju, lai izsekotu visam LTA ceolīta molekulāro sietu kristalizācijas procesam, tādējādi nodrošinot pietiekamus eksperimentālus pierādījumus cietās fāzes pārejas mehānismam. Deviņdesmitajos gados ierosinātā sausā gēla konversijas sintēzes metode arī pievienoja piemēru cietās fāzes pārejas mehānismam. Turklāt pēdējos gados izstrādātā piedāvātā cietās fāzes šķīdinātāju nesaturošā sintēzes metode zināmā mērā sniedz atbilstošus pierādījumus par cietās fāzes pārejas mehānismu.