分子筛的骨架结构由初级结构单元进行有限或者的连接后而形成的。有限的结构单元,如次级结构单元通常是指由TO4四面体通过共同使用的氧原子,从而按照不同的连接方式组成的多元环结构,比较常见的环结构如四元环、五元环、六元环、双四元环和双六元环。现在所发现的为18种次级结构单元。例如4-4次级结构单元,它所代表的的是两个四元环,即双四元环。正如我们所熟知的A型分子筛,它就是通过SOD笼与双四元环之间进行连接从而形成了沸石分子筛。当然我们所说的SBU只是在理论意义上的拓扑单元,是为了更好的理解和解释沸石分子筛的结构,不能这样就认为是沸石分子筛晶化过程的真实物种。
分子筛原粉是生产分子筛活化粉的主要材料,分子筛原粉具有分子筛的骨架特点,但是孔道内被大量的水分子填充,因此不能直接使用,只有通过高温活化的方式把孔道中的大部分水份排走之后,才可以用来吸附其它分子。原粉生产工艺主要包括铝酸钠制备、合成、老化及晶化、母液分离和洗涤、干燥及包装等五个阶段。铝酸钠制备:在反应釜中加入一定量的液碱或蒸母,在搅拌状态下加热,达到制备温度后加入氢氧化铝,在一定温度条件下使氢氧化铝溶液,制备得到铝酸钠。制备完成后加入一定量母液调整铝酸钠溶液浓度达到分子筛原粉合成所需原料要求。将两级过滤后的铝酸钠溶液用于分子筛原粉的合成。
由于AlO4四面体具有一个负电荷,可以结合钠等离子,成为电中性。在水溶液中,Na 很容易与其他阳离子交换。大多数分子筛催化剂是多价金属阳离子或H的交换物,分子筛具有酸性和对分子大小的选择性,可以作为催化剂或载体使用。高二氧化硅沸石对有机基团表现出很高的亲和力,相比之下,低二氧化硅沸石由于具有Lewis和Br***ted酸特性而表现出亲水性。硅及铝原子通过氧构成氧环,氧环的大小决定沸石的细孔孔径。每个氧环的氧原子数目为4~12个。通常具有分子筛作用的有八元环(0.4~0.5nm)、十元环 (0.5~0.6nm) 及十二元环 (0.7~ 0. 9nm)。
N2/ O2的分离。在变压吸附(PSA)法中,沸石分子筛是利用N2/O2两气体在其表面平衡吸附的差异,选择性地吸附 N2。因为 N2的极化率较大,从而 N2与沸石分子筛中的阳离子及其极性表面作用强于 O2。LiA 型沸石分子筛具有更高的 N2/O2选择比及 N2吸附容量,但热稳定性较差。于是,Li+、碱土金属混合阳离子交换后的 A型沸石分子筛具有较高的 N2/O2选择分离系数、N2吸附容量和较高的热稳定性。另外低***比的 X型沸石分子筛引起了人们的关注。人们对其进行了各种离子交换,其 N2/O2分离选择性较高且热稳定性较好。
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