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分子篩的骨架結構由初級結構單元進(jìn)行有限或者無(wú)限的連接后而形成的。有限的結構單元,如次級結構單元通常是指由TO4四面體通過(guò)共同使用的氧原子,從而按照不同的連接方式組成的多元環(huán)結構,比較常見(jiàn)的環(huán)結構如四元環(huán)、五元環(huán)、六元環(huán)、雙四元環(huán)和雙六元環(huán)?,F在所發(fā)現的為18種次級結構單元。例如4-4次級結構單元,它所代表的的是兩個(gè)四元環(huán),即雙四元環(huán)。正如我們所熟知的A型分子篩,它就是通過(guò)SOD籠與雙四元環(huán)之間進(jìn)行連接從而形成了沸石分子篩。當然我們所說(shuō)的SBU只是在理論意義上的拓撲單元,是為了更好的理解和解釋沸石分子篩的結構,不能這樣就認為是沸石分子篩晶化過(guò)程的真實(shí)物種。
,沸石分子篩所需的原料混合后,主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。這種硅鋁酸鹽凝膠是在高濃度條件下快速形成的,因此具有很高無(wú)序度,但是這種硅鋁酸鹽凝膠中可能含有某些初級結構單元,如:四元環(huán)、六元環(huán)等等。同時(shí),這種凝膠和液相之間建立了溶解平衡。另外,硅鋁酸根離子的溶度積與凝膠的結構和溫度息息相關(guān),隨著(zhù)晶化溫度的變化,這種凝膠和液相之間建立起新的凝膠和溶液的平衡。其次,液相中多硅酸根與鋁酸根濃度的增加導致晶核的形成,然后是沸石分子篩晶體的生長(cháng)。在沸石分子篩的成核和晶體生長(cháng)過(guò)程中,消耗了液相中的多硅酸根與鋁酸根離子,從而引起硅鋁凝膠的繼續溶解。由于沸石晶體的溶解度小于無(wú)定形凝膠的溶解度,后結果是凝膠的完全溶解,沸石分子篩晶體的完全生長(cháng)。
近年來(lái),沸石分子篩由于具有特的性能,已經(jīng)在吸附分離、催化等領(lǐng)域取得了廣泛的應用。但是對某些沸石分子篩的性能優(yōu)劣問(wèn)題認識不夠深入,有的甚至還很膚淺,為了更加有效地發(fā)揮沸石分子篩在吸附分離、催化領(lǐng)域應用的優(yōu)勢,要注意以下幾個(gè)方面的工作:1)研制價(jià)格低廉的沸石分子篩,以降低生產(chǎn)成本為目的;2)研究沸石分子篩的合成及改性對結構、組成和性能的影響,尋找提高其吸附容量和選擇性的方法;3)建立和完善評價(jià)吸附劑性能的定量指標,更好地為實(shí)際生產(chǎn)做出指導。
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