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4A沸石、3A沸石、5A沸石的结构性质应用

发布时间:2018-04-13     浏览次数:468

A型沸石具有类似氯化钠四方结构,其化学式为Na2O·Al2O3·2SiO2·4.5H2O,其内部孔径为4.2埃,固简称为4A沸石

4A沸石分子筛中60%以上的钠离子被钾离子取代,此时称为3A沸石分子筛;当4A沸石分子筛中70%以上钠离子被钙离子取代时,此时称为5A沸石分子筛。因此,4A分子筛是制备3A5A分子筛的基础原料。 

由于A型沸石具有类似氯化钠的四方结构,因此其具有许多特殊的性质如离子交换性能 

4A沸石骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共有,这种结构可容纳可阳离子和水分子等物质的内部孔穴,并且这些阳离子和水分子有较大的移动性,可进行阳离子交换和可逆脱水。4A沸石的离子交换是在带有铝离子的骨架上进行的,每一个铝离子所带的一个负电荷,不仅可以结合钠离子,也可以结合其它阳离子。如钙、镁离子可以进入原来钠离子占据的大晶穴,将4A沸石中的钠离子替换下来,即4A沸石中的钠离子可进行离子交换,可与硬水中的Ca2+Mg2+离子进行交换,从而达到软化水质的目的。  

虽然4A沸石结合钙镁离子的速度比三聚磷酸钠(STPP)慢,且与镁离子的结合能力较弱,但4A沸石可将水溶液中少量有害的重金属离子如Pb2+Cd2+Hg2+等很容易的快速除去,对净化水质有着十分重要的意义。 

通过实验对含不同助剂同一配方,改变助剂来比较其去污能力,发现20%STPP20%4A沸石、4%的聚合物去污效果与40%STPP相当,在无磷配方中20%4A沸石中加入10%的碳酸钠和4.5%的聚合物,可得到去污能力十分理想的产品。  

4A沸石的载液功能,由于4A沸石晶体的孔穴结构,加上微粒具有很大的比表面积,所以4A沸石有很强的吸附性能。对非离子表面活性剂的吸附性能上,4A沸石是次氨基三乙酸盐(NTA)和碳酸钠的3倍,是三聚磷酸钠(STPP)和硫酸钠的5倍,这个性质一般应用于生产高浓缩洗衣粉,可配入更多的表面活性剂,从而大幅度提高洗涤用品的洗涤性能和流动性。实验表明,当4A沸石的液体携带量≥30%时,在洗衣粉生产过程中加入4A沸石,可得到外观效果、流动性和抗结块性能良好的洗涤剂产品。 

4A沸石还具有很好的抗再沉积能力,4A沸石具有良好的油污附着力,在碳酸钠、羧甲基纤维素钠(CMC)、硅酸钠和硫酸钠等助剂中加入4A沸石后,可明显减少尼龙布对油污的吸附。沸石的粒度在0.4-1.0 μm时,其分散性比较好,可以有效防止在织物上附着。虽然4A沸石的分散能力不如STPP,但通过与聚丙烯酸钠复配可以解决其对污垢的分散问题。

 

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