آلية تصنيع المناخل الجزيئية للزيوليت

إن البحث المتعمق حول آلية تكوين ونمو المناخل الجزيئية للزيوليت سيساعد الأشخاص على تصميم وتوليف الهياكل الطوبولوجية الجديدة للمنخل الجزيئي للزيوليت بشكل أفضل، وتوسيع طرق جديدة لتخليق مواد الغربال الجزيئي للزيوليت، وتطوير خصائص جديدة واستخدامات جديدة للزيوليت الجزيئي. مواد الغربال. على الرغم من أن المناخل الجزيئية للزيوليت قد تم تطويرها لسنوات عديدة، إلا أنه لم يكن هناك استنتاج حقيقي حول آلية تصنيعها. تعتبر دراسة آلية تبلور المناخل الجزيئية ذات أهمية نظرية كبيرة ولها أيضًا أهمية توجيهية عملية لتخليق المناخل الجزيئية الجديدة للزيوليت. في الوقت الحاضر، الآليات الأكثر تمثيلاً هي آلية تحويل الطور الصلب (آلية تحويل الهيدروجيل الصلب)، وآلية تحويل الطور السائل (آلية النقل بوساطة المحلول) وآلية تحويل الطور المزدوج.
آلية تحويل المرحلة الصلبة
تم اقتراح آلية تحويل الطور الصلب لأول مرة بواسطة فلانيجن وبريك، وهي أيضًا أول آلية مقترحة لبلورة المنخل الجزيئي للزيوليت. وهم يعتقدون أن:
أثناء عملية تبلور المنخل الجزيئي للزيوليت بالكامل، يتم إنتاج المرحلة الصلبة الهلامية فقط تحت الظروف الحرارية المائية، ومن ثم يتم إعادة ترتيب هيكل هيكل الألومينوسيليكات مباشرة، مما يؤدي إلى نمو النواة والنمو البلوري للمنخل الجزيئي الزيوليت. في عملية تبلور المنخل الجزيئي للزيوليت، لا يوجد انحلال للطور الصلب الهلامي ولا مشاركة مباشرة للطور السائل في النمو النووي والبلوري للمنخل الجزيئي للزيوليت.
أولاً، بعد خلط المواد الخام المختلفة اللازمة لتصنيع المنخل الجزيئي للزيوليت، تتبلمر الأنواع الرئيسية من السيليكات والألومينات لتكوين هلام ألومينوسيليكات أولي. في الوقت نفسه، على الرغم من إنتاج الطور السائل بين المواد الهلامية أيضًا، إلا أن الطور السائل لا يشارك في عملية التبلور والتنوي. ثانيًا، تتم إزالة بلمرة هلام سيليكات الألومنيوم الأولي المتكون بشكل مستمر وإعادة ترتيبه تحت تأثير أيونات OH، وبالتالي تشكيل الوحدات الهيكلية الأولية اللازمة لبلورة بعض الزيوليتات. أخيرًا، يتم إعادة ترتيب هذه الوحدات الهيكلية الأولية بشكل أكبر حول الكاتيونات المائية لتكوين متعددات السطوح، والتي يتم بلمرها بشكل أكبر، وتوصيلها، وتشكيلها في بلورات منخل جزيئي الزيوليت.
في السبعينيات، قام العلماء الهولنديون ماكنيكول وآخرون. استخدم التحليل الطيفي الجزيئي لتتبع عملية التبلور بأكملها للمناخل الجزيئية للزيوليت LTA، وبالتالي توفير أدلة تجريبية كافية لآلية انتقال الطور الصلب. في التسعينيات، أضافت طريقة التوليف المقترحة لتحويل الهلام الجاف أيضًا مثالاً لآلية انتقال الطور الصلب. بالإضافة إلى ذلك، فإن طريقة التوليف الخالية من المذيبات في الطور الصلب المقترحة والتي تم تطويرها في السنوات الأخيرة توفر أيضًا أدلة مقابلة لآلية انتقال الطور الصلب إلى حد ما.