Mecanismo de síntesis de tamices moleculares de zeolita.

La investigación en profundidad sobre el mecanismo de formación y crecimiento de los tamices moleculares de zeolita ayudará a las personas a diseñar y sintetizar mejor nuevas estructuras topológicas de tamices moleculares de zeolita, expandir nuevas rutas para la síntesis de materiales de tamices moleculares de zeolita y desarrollar nuevas propiedades y nuevos usos de los tamices moleculares de zeolita. materiales de tamiz. Aunque los tamices moleculares de zeolita se han desarrollado durante muchos años, no ha habido ninguna conclusión real sobre su mecanismo de síntesis. El estudio del mecanismo de cristalización de los tamices moleculares es de gran importancia teórica y también tiene una importancia guía práctica para la síntesis de nuevos tamices moleculares de zeolita. En la actualidad, los mecanismos más representativos son el mecanismo de transformación en fase sólida (Mecanismo de transformación de hidrogel sólido), el mecanismo de transformación en fase líquida (Mecanismo de transporte mediado por solución) y el mecanismo de transformación de fase dual.
Mecanismo de transformación en fase sólida.
El mecanismo de transformación en fase sólida fue propuesto por primera vez por Flanigen y Breck, y también es el primer mecanismo de cristalización de tamiz molecular de zeolita propuesto. Ellos creen que:
Durante todo el proceso de cristalización del tamiz molecular de zeolita, solo se produce la fase sólida del gel en condiciones hidrotermales, y luego la estructura del esqueleto de aluminosilicato se reorganiza directamente, lo que conduce a la nucleación y el crecimiento de cristales del tamiz molecular de zeolita. En el proceso de cristalización del tamiz molecular de zeolita, no hay disolución de la fase sólida del gel ni participación directa de la fase líquida en la nucleación y crecimiento de cristales del tamiz molecular de zeolita.
Primero, después de mezclar las diversas materias primas necesarias para la síntesis del tamiz molecular de zeolita, las principales especies de silicato y aluminato se polimerizan para formar un gel de aluminosilicato inicial. Al mismo tiempo, aunque también se produce la fase líquida entre los geles, la fase líquida no participa en el proceso de cristalización y nucleación. En segundo lugar, el gel de aluminosilicato inicial formado se despolimeriza y reorganiza continuamente bajo la acción de iones OH-, formando así las unidades estructurales primarias necesarias para la cristalización de ciertas zeolitas. Finalmente, estas unidades estructurales primarias se reorganizan aún más alrededor de los cationes hidratados para formar poliedros, que se polimerizan, conectan y forman cristales de tamiz molecular de zeolita.
En la década de 1970, los científicos holandeses Mcnicol et al. utilizaron espectroscopía molecular para rastrear todo el proceso de cristalización de los tamices moleculares de zeolita LTA, proporcionando así evidencia experimental suficiente para el mecanismo de transición a la fase sólida. En la década de 1990, el método de síntesis propuesto de conversión de gel seco también añadió un ejemplo al mecanismo de transición de fase sólida. Además, el método de síntesis sin disolventes en fase sólida propuesto, desarrollado en los últimos años, también proporciona evidencia correspondiente del mecanismo de transición a fase sólida hasta cierto punto.