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沸石分子筛合成最常用的方法

发布时间:2019-09-10     浏览次数:687

沸石分子筛具有均匀整齐、分子大小的孔道结构,以及巨大的内表面积,因此当前在国际上用做吸附剂、催化剂、离子交换剂等,并且其具有良好的热稳定性、化学稳定性以及生物稳定性,因此广泛应用于环保工程、生物工程、石油化工等行业。

20世纪40年代,通过在对天然矿物的盐溶液中的相态转变研究,第一次让沸石分子筛得以被人工成功合成,就目前来看,国际上最为常用的工艺为水热法。然而伴随着绿色环保理念的发展与沈柔,人们认为传统的水热法已经凸显出效率低、能耗高、污染严重登封问题,因此沸石分子筛的绿色合成工艺发展逐渐被人们所关注与研究,其包括天然矿物合成沸石分子筛、无胺法合成沸石分子筛以及无溶剂法合成沸石分子筛等方法。

首先,以储量丰富的非金属矿物为原料合成沸石分子筛,将廉价的非金属矿物转化成高附加值的化工产品,具有良好的社会效益和经济效益。例如:高岭土合成沸石分子筛膨润土合成沸石分子筛伊利石合成沸石分子筛等。

其次,无胺法合成沸石分子筛指的是,可以利用氨水为模板剂可以合成ZSM-5沸石分子筛,并且通过实验表明,在142~177℃范围内,以氨水为模板剂都可以合成出ZSM-5沸石分子筛。

再次,无溶剂合成分子筛可以使得沸石分子筛的时空产率得到了大幅度的提升。传统的沸石分子筛合成工艺产生的含碱废水排放污染了环境,因此该工艺能够实现良好的环保效果。

沸石分子筛作为吸附、催化、离子交换材料在能源与化工等方面具有广泛应用,随着国际环保法规的逐渐渗透与普及,绿色合成工艺必将成为主流趋势。但是从整体来看,其也存在着一定的问题:首先在绿色合成原料方面,以高岭土和硅藻土等天然矿物为原料合成沸石分子筛时,若未加入额外的化工硅铝原料或经酸碱脱硅铝预处理,就会导致反应物初始凝胶中硅铝比的可调范围受限,不适合超高硅铝比沸石分子筛的合成;其次在绿色合成条件方面,直接法和晶种导向液法均不同程度地增加了沸石分子筛工业化生产的难度,晶种法则具有较大的潜力;最后,在绿色合成方法方面,无溶剂法合成沸石分子筛虽然减少了溶剂水的使用,但是该工艺过程需要的晶化时间较长,并且由于人们对于沸石分子筛合成机理的认识还不全面,因此无溶剂法仍处于理论研究阶段,尚未具备工业化生产的条件。总之,我们还需要期待更加绿色、环保、高效的沸石分子筛合成工艺。

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