Zeolit ​​Moleküler Eleklerin Sentez Mekanizması

Zeolit ​​moleküler eleklerin oluşumu ve büyüme mekanizması üzerine derinlemesine araştırma, insanların yeni zeolit ​​moleküler elek topolojik yapılarını daha iyi tasarlamasına ve sentezlemesine, zeolit ​​moleküler elek malzemelerinin sentezi için yeni yolları genişletmesine ve zeolit ​​moleküler eleklerin yeni özelliklerini ve yeni kullanımlarını geliştirmesine yardımcı olacaktır. elek malzemeleri. Zeolit ​​moleküler elekler uzun yıllardır geliştirilmesine rağmen sentez mekanizması hakkında gerçek bir sonuca varılamamıştır. Moleküler eleklerin kristalleşme mekanizmasının incelenmesi büyük teorik öneme sahiptir ve ayrıca yeni zeolit ​​moleküler eleklerin sentezi için pratik yol gösterici öneme sahiptir. Şu anda en temsili mekanizmalar katı faz dönüşüm mekanizması (Katı hidrojel Dönüşüm mekanizması), sıvı faz dönüşüm mekanizması (Çözelti aracılı Taşıma mekanizması) ve çift fazlı dönüşüm mekanizmasıdır.
Katı faz dönüşüm mekanizması
Katı faz dönüşüm mekanizması ilk olarak Flanigen ve Breck tarafından önerilmiştir ve aynı zamanda önerilen en eski zeolit ​​moleküler elekli kristalizasyon mekanizmasıdır. Şuna inanıyorlar:
Zeolit ​​​​moleküler eleğin tüm kristalizasyon işlemi sırasında, hidrotermal koşullar altında yalnızca jel katı fazının kendisi üretilir ve daha sonra alüminosilikat iskeletinin yapısı doğrudan yeniden düzenlenir, bu da zeolit ​​​​moleküler eleğin çekirdeklenmesine ve kristal büyümesine yol açar. Zeolit ​​moleküler eleğin kristalizasyon işleminde, ne jel katı fazın çözünmesi ne de sıvı fazın, zeolit ​​moleküler eleğin çekirdeklenmesine ve kristal büyümesine doğrudan katılımı söz konusu değildir.
İlk olarak, zeolit ​​moleküler elek sentezi için gerekli olan çeşitli hammaddeler karıştırıldıktan sonra, ana türler silikat ve alüminat, bir başlangıç ​​alüminosilikat jeli oluşturmak üzere polimerize olur. Aynı zamanda jeller arasında sıvı faz da oluşmasına rağmen sıvı faz kristalizasyon ve çekirdeklenme sürecine katılmamaktadır. İkinci olarak, oluşan başlangıçtaki alüminosilikat jeli, OH-iyonlarının etkisi altında sürekli olarak depolimerize edilir ve yeniden düzenlenir, böylece belirli zeolitlerin kristalizasyonu için gerekli birincil yapısal birimler oluşturulur. Son olarak, bu birincil yapısal birimler, daha fazla polimerize edilen, bağlanan ve zeolit ​​moleküler elek kristalleri halinde oluşturulan polihedronlar oluşturmak üzere hidratlanmış katyonların etrafında daha da yeniden düzenlenir.
1970'lerde Hollandalı bilim adamları Mcnicol ve ark. LTA zeolit ​​moleküler eleklerin tüm kristalleşme sürecini izlemek için moleküler spektroskopiyi kullandı, böylece katı faz geçiş mekanizması için yeterli deneysel kanıt sağladı. 1990'lı yıllarda önerilen kuru jel dönüşüm sentez yöntemi, katı faz geçiş mekanizmasına da bir örnek ekledi. Ayrıca son yıllarda geliştirilen önerilen katı faz solventsiz sentez yöntemi de katı faz geçiş mekanizmasına bir dereceye kadar karşılık gelen kanıtlar sağlamaktadır.