مکانیسم سنتز غربال های مولکولی زئولیت

تحقیقات عمیق در مورد شکل‌گیری و مکانیسم رشد غربال‌های مولکولی زئولیت به افراد کمک می‌کند تا ساختارهای توپولوژیکی غربال مولکولی زئولیت جدید را طراحی و سنتز کنند، مسیرهای جدیدی را برای سنتز مواد غربال مولکولی زئولیت گسترش دهند، و خواص جدید و کاربردهای جدید مولکولی زئولیت را توسعه دهند. مواد الک اگرچه غربال‌های مولکولی زئولیت برای سال‌ها توسعه یافته‌اند، اما هیچ نتیجه‌گیری واقعی در مورد مکانیسم سنتز آن وجود ندارد. مطالعه مکانیسم تبلور غربال‌های مولکولی از اهمیت نظری بالایی برخوردار است و همچنین دارای اهمیت راهنمای عملی برای سنتز غربال‌های مولکولی زئولیت جدید است. در حال حاضر، مکانیسم های معرف مکانیسم تبدیل فاز جامد (مکانیسم تبدیل هیدروژل جامد)، مکانیسم تبدیل فاز مایع (مکانیسم انتقال با واسطه محلول) و مکانیسم تبدیل فاز دوگانه است.
مکانیسم تبدیل فاز جامد
مکانیسم تبدیل فاز جامد برای اولین بار توسط Flanigen و Breck ارائه شد و همچنین اولین مکانیسم کریستالیزاسیون غربال مولکولی زئولیت است. آنها معتقدند که:
در طول کل فرآیند تبلور غربال مولکولی زئولیت، فقط خود فاز جامد ژل تحت شرایط هیدروترمال تولید می شود و سپس ساختار اسکلت آلومینوسیلیکات به طور مستقیم بازآرایی می شود که منجر به هسته زایی و رشد کریستالی غربال مولکولی زئولیت می شود. در فرآیند تبلور غربال مولکولی زئولیت، نه انحلال فاز جامد ژل و نه مشارکت مستقیم فاز مایع در هسته‌زایی و رشد کریستال غربال مولکولی زئولیت وجود ندارد.
ابتدا، پس از مخلوط شدن مواد اولیه مختلف مورد نیاز برای سنتز غربال مولکولی زئولیت، گونه های اصلی سیلیکات و آلومینات پلیمریزه می شوند تا یک ژل آلومینوسیلیکات اولیه تشکیل شود. در عین حال، اگرچه فاز مایع بین ژل ها نیز تولید می شود، فاز مایع در فرآیند تبلور و هسته سازی شرکت نمی کند. ثانیاً، ژل آلومینوسیلیکات اولیه تشکیل شده به طور مداوم تحت تأثیر یون های OH- depolymerized و مرتب می شود و در نتیجه واحدهای ساختاری اولیه مورد نیاز برای تبلور زئولیت های خاص را تشکیل می دهد. در نهایت، این واحدهای ساختاری اولیه بیشتر در اطراف کاتیون‌های هیدراته بازآرایی می‌شوند تا چند وجهی تشکیل دهند، که بیشتر پلیمریزه شده، متصل می‌شوند و به کریستال‌های غربال مولکولی زئولیت تبدیل می‌شوند.
در دهه 1970، دانشمندان هلندی مک نیکول و همکاران. از طیف‌سنجی مولکولی برای ردیابی کل فرآیند تبلور غربال‌های مولکولی زئولیت LTA استفاده کرد، بنابراین شواهد تجربی کافی برای مکانیسم انتقال فاز جامد ارائه کرد. در دهه 1990، روش سنتز پیشنهادی تبدیل ژل خشک نیز مثالی را به مکانیسم انتقال فاز جامد اضافه کرد. علاوه بر این، روش سنتز بدون حلال فاز جامد پیشنهادی توسعه‌یافته در سال‌های اخیر نیز شواهد مربوطه را برای مکانیسم انتقال فاز جامد تا حدودی فراهم می‌کند.