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什么是沸石分子筛技术?
来源:河南皓泉环保科技有限公司 作者:Admin 日期:20-06-12 浏览:
在人们对于沸石分子筛晶化究竟是通过液相转变机理还是通过固相转变机理争执不清时,八十年代之后,又有科学家提出了双相转变的机理。双向转变机理认为液相转变和固相转变同时存在沸石分子筛晶化过程中,既可以分别发生在两种晶化反应体系中,也可以同时发生在一个体系中。
首先,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,最后结果是凝胶的完全溶解,沸石分子筛晶体的完全生长。在球的中部沿整个周长有一道加固环,在环的上下各有十二片球瓣。上下球瓣互相交错,沿中心轴呈放射形布置。我厂在有关生产工程塑料的单位帮助下,总结经验,证实多面空心球填料具有如下优点:由于表面积大;传质效率高,产品的球瓣与球瓣之间空间大,且重量轻,强度大,安装方便,耐高温(在140℃的环境中不变形),因此它在废气净化,脱硫,脱二氧化碳气体,废水处理等行业中得到广泛应用。多面空心球填料的技术参数多面空心球填料。
液相转变机理首先由Kerr和Ciric提出,与固相转变机理的提出几乎是在同一个时期。他们认为:沸石分子筛晶体的成核和生长是在溶液中直接进行,初始凝胶慢慢的溶解到溶液中,生成了活性物种硅铝酸根离子,然后再发生缩合,慢慢的形成了沸石分子筛所需要的结构单元,再进一步生成了沸石分子筛。
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。对液相转变机理最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。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉,能使禽长加快,体壮肉鲜,产蛋率高。沸石粉是微量元素添加剂的良好载体—沸石矿物结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体,这些四面体按一定的规律排列成开放性的,型的,具有很多大小均一的空腔和通道的晶体骨架,并存着金属阳离子和水分子,但这些阳离子和水分子与阴离子骨架联系比较弱。
固相转变机理是由Flanigen和Breck首次提出的,也是最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。首先,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。最后,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。在废水处理中,可用于除去水中的磷和铅以及六价铁。失效后的沸石可用浓盐水逆流再生重复使用。沸石具有吸附性,离子交换性,催化和耐酸耐热等性能,因此被广泛用作吸附剂,离子交换剂和催化剂,也可用于气体的干燥,净化和污水处理等方面。
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