Tseoliidi molekulaarsõelte sünteesimehhanism

Põhjalikud uuringud tseoliidi molekulaarsõelte moodustumise ja kasvumehhanismi kohta aitavad inimestel paremini kavandada ja sünteesida uusi tseoliidi molekulaarsõela topoloogilisi struktuure, laiendada uusi tseoliidi molekulaarsõela materjalide sünteesi teid ning arendada tseoliidi molekulaarsõelade uusi omadusi ja uusi kasutusviise. sõela materjalid. Kuigi tseoliidi molekulaarsõelu on välja töötatud aastaid, ei ole selle sünteesimehhanismi kohta tehtud tõelisi järeldusi. Molekulaarsõelte kristalliseerumismehhanismi uurimine on suure teoreetilise tähendusega ja praktilise suunava tähtsusega uute tseoliitmolekulaarsõelte sünteesil. Praegu on kõige tüüpilisemad mehhanismid tahke faasi muundamismehhanism (tahke hüdrogeeli teisendusmehhanism), vedelfaasi muundamismehhanism (lahuse vahendatud transpordimehhanism) ja kahefaasilise teisendusmehhanism.
Tahkefaasi muundamismehhanism
Tahkefaasilise muundamise mehhanismi pakkusid esmakordselt välja Flanigen ja Breck ning see on ka varaseim kavandatud tseoliidi molekulaarsõela kristallisatsioonimehhanism. Nad usuvad, et:
Kogu tseoliidi molekulaarsõela kristallisatsiooniprotsessi ajal toodetakse hüdrotermilistes tingimustes ainult geeli tahket faasi ja seejärel korraldatakse otse alumiiniumsilikaadi skeleti struktuur ümber, mis viib tseoliidi molekulaarsõela tuuma moodustumiseni ja kristallide kasvu. Tseoliidi molekulaarsõela kristallisatsiooniprotsessis ei lahustu geeljas tahke faas ega ka vedela faasi otsest osalemist tseoliidi molekulaarsõela tuuma moodustumisel ja kristallide kasvus.
Esiteks, pärast tseoliidi molekulaarsõela sünteesiks vajalike erinevate toorainete segamist polümeriseerub peamised silikaat- ja aluminaatliigid, moodustades esialgse alumiiniumsilikaatgeeli. Samal ajal, kuigi tekib ka geelidevaheline vedel faas, ei osale vedelfaas kristalliseerumis- ja tuumamisprotsessis. Teiseks depolümeriseeritakse ja paigutatakse OH-ioonide toimel algselt moodustunud aluminosilikaatgeel pidevalt ümber, moodustades seeläbi teatud tseoliitide kristalliseerumiseks vajalikud esmased struktuuriüksused. Lõpuks paigutatakse need primaarsed struktuuriüksused ümber hüdraatunud katioonide ümber, moodustades polüeedreid, mida täiendavalt polümeriseeritakse, ühendatakse ja moodustatakse tseoliidi molekulaarsõela kristallideks.
1970. aastatel leidsid Hollandi teadlased Mcnicol jt. kasutas molekulaarspektroskoopiat, et jälgida LTA tseoliidi molekulaarsõelte kogu kristalliseerumisprotsessi, pakkudes seega piisavalt eksperimentaalseid tõendeid tahke faasi ülemineku mehhanismi kohta. 1990. aastatel lisas väljapakutud kuivgeeli muundamise sünteesimeetod ka näite tahke faasi ülemineku mehhanismile. Lisaks pakub viimastel aastatel välja töötatud tahke faasi lahustivaba sünteesimeetod teatud määral ka vastavaid tõendeid tahke faasi üleminekumehhanismi kohta.