济南分子筛回收流程
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SOD笼间通过本身的共面连接形成的是SOD沸石分子筛;SOD笼间通过双四元环的连接,形成的是LTA型分子筛;SOD笼间通过双六元环的连接,形成的是FAU和EMT沸石分子筛。
另外,在沸石分子筛骨架结构中,常会发现一些特征的链和二维三连接的网层结构以及周期性结构单元(PBU)。我们为常见的五种链状结构为是Pentasil链、双锯齿形链、双之字形链、双机轴链和短柱石链。由边共享的笼所组成的Pentasil链是高硅沸石分子筛家族的一个特征链。具有代表性的,MFI的骨架结构就是由Pentasil链构成。平行堆积的二维三连接网层通过上下取向的三连接顶点间相互连接形成三维四连接的骨架结构。例如,GIS类型骨架结构是由4.82二维网层结构上下连接而成。
固相转变机理是由Flanigen和Breck提出的,也是早提出的沸石分子筛晶化机理。他们认为:
在沸石分子筛的整个晶化过程中只是凝胶固相本身在水热条件下产生,然后直接进行硅铝酸盐骨架的结构重排,进而导致了沸石分子筛的成核和晶体的生长,而在沸石分子筛晶化过程中既没有凝胶固相的溶解,也并没有液相直接来参与沸石分子筛的成核以及晶体的生长。
,沸石分子筛合成所需的各种原料混合后,主要物种硅酸盐与铝酸盐聚合生成硅铝酸盐初始凝胶。同时,凝胶间液相虽然也产生,然而液相部分并不参与晶化成核的过程中。其次,所形成的硅铝酸盐初始凝胶在OH-离子的作用下却不断发生解聚与结构重排,从而形成某些沸石晶化所需要的初级结构单元。后,这些初级结构单元进一步围绕着水合阳离子发生重排构成多面体,这些多面体再进一步聚合、连接、形成沸石分子筛晶体。
,沸石分子筛所需的原料混合后,主要物种硅酸盐与铝酸盐聚合生成硅铝酸盐初始凝胶。这种硅铝酸盐凝胶是在高浓度条件下快速形成的,因此具有很高无序度,但是这种硅铝酸盐凝胶中可能含有某些初级结构单元,如:四元环、六元环等等。同时,这种凝胶和液相之间建立了溶解平衡。另外,硅铝酸根离子的溶度积与凝胶的结构和温度息息相关,随着晶化温度的变化,这种凝胶和液相之间建立起新的凝胶和溶液的平衡。其次,液相中多硅酸根与铝酸根浓度的增加导致晶核的形成,然后是沸石分子筛晶体的生长。在沸石分子筛的成核和晶体生长过程中,消耗了液相中的多硅酸根与铝酸根离子,从而引起硅铝凝胶的继续溶解。由于沸石晶体的溶解度小于无定形凝胶的溶解度,后结果是凝胶的完全溶解,沸石分子筛晶体的完全生长。
Zhdanov的实验表明,沸石分子筛晶体生长速度与液相中多硅酸根和铝酸根离子的浓度息息相关,并且晶化过程中液相各组分浓度是不断变化的,这些实验结果支持了液相转变机理。对液相转变机理有利的证明是从液相中直接晶化沸石分子筛,Koizumi等人直接从澄清溶液中合成出了SOD,GIS、FAU等沸石分子筛。
水热合成法是在沸石分子筛合成中常用和有效的途径,深入研究分子筛水热合成的主要困难是对分子筛的生成机理了解的还不够清楚。但是,对于沸石分子筛的合成来说无论哪种生成机理,其晶化过程都要经历相同的基本步骤:多硅酸盐与铝酸盐的再聚合、分子筛成核、核生长、分子筛晶体的生长以及引起的二次成核。为了很好的控制和调变沸石分子筛的合成反应,重要的是研究反应的条件对合成反应的影响。根据多年的实践经验,下列影响因素在沸石分子筛的合成中占有很重要的地位,主要包括:反应物的组成、硅铝比、碱度、陈化、晶化温度与时间等等。研究这些因素对于合成沸石具有很重要的意义。
初始凝胶的配比往往能够决定终产物的类型。初投料的反应物的不同会导致后的生成物的完全不同,如,阳离子不同可以导致分子筛产物的不同,钠离子容易导向LTA、CAN、FAU、GIS等分子筛骨架的生成;而钾离子则容易导向LTL、CHA、ERI等类型的分子筛骨架。即使初的反应物相同只是反应物含量有微少的差别也极有可能得到不同的物相,如碱度对分子筛合成体系的影响。另外当所有物料比例都相同,只是简单的使用不同的硅源也有可能导致分子筛晶体大小、形貌、甚至骨架类型的改变。当我们用相图来表述整个物料时,从中可以发现许多结构只能在一个特定的区域里得到。有时由于过于多的影响因素,只能选择一两个变量来作图。另外,投料时的加料顺序,人为操作对于分子筛的合成也是一个影响因素。