Mekanisme Sintesis Ayak Molekul Zeolit

Penyelidikan mendalam tentang pembentukan dan mekanisme pertumbuhan ayak molekul zeolit ​​akan membantu orang ramai mereka bentuk dan mensintesis struktur topologi penapis molekul zeolit ​​yang baharu, mengembangkan laluan baharu untuk sintesis bahan ayak molekul zeolit, dan membangunkan sifat baharu dan kegunaan baharu molekul zeolit bahan ayak. Walaupun penapis molekul zeolit ​​telah dibangunkan selama bertahun-tahun, tidak ada kesimpulan sebenar mengenai mekanisme sintesisnya. Mengkaji mekanisme penghabluran ayak molekul mempunyai kepentingan teori yang besar dan juga mempunyai kepentingan panduan praktikal untuk sintesis penapis molekul zeolit ​​baharu. Pada masa ini, mekanisme yang paling mewakili adalah mekanisme transformasi fasa pepejal (Mekanisme Transformasi hidrogel pepejal), mekanisme transformasi fasa cecair (Mekanisme Pengangkutan pengantara Penyelesaian) dan mekanisme transformasi dwi fasa.
Mekanisme transformasi fasa pepejal
Mekanisme transformasi fasa pepejal pertama kali dicadangkan oleh Flanigen dan Breck, dan ia juga merupakan mekanisme penghabluran ayak molekul zeolit ​​yang paling awal dicadangkan. Mereka percaya bahawa:
Semasa keseluruhan proses penghabluran penapis molekul zeolit, hanya fasa pepejal gel itu sendiri dihasilkan di bawah keadaan hidroterma, dan kemudian struktur rangka aluminosilikat disusun semula secara langsung, yang membawa kepada penukleasian dan pertumbuhan kristal penapis molekul zeolit. Dalam proses penghabluran penapis molekul zeolit, tiada pembubaran fasa pepejal gel mahupun penyertaan langsung fasa cecair dalam penukleasi dan pertumbuhan kristal penapis molekul zeolit.
Pertama, selepas pelbagai bahan mentah yang diperlukan untuk sintesis penapis molekul zeolit ​​bercampur, spesies utama silikat dan aluminat berpolimer untuk membentuk gel aluminosilikat awal. Pada masa yang sama, walaupun fasa cecair antara gel juga dihasilkan, fasa cecair tidak mengambil bahagian dalam proses penghabluran dan nukleasi. Kedua, gel aluminosilikat awal yang terbentuk secara berterusan dinyahpolimer dan disusun semula di bawah tindakan ion OH-, dengan itu membentuk unit struktur utama yang diperlukan untuk penghabluran zeolit ​​tertentu. Akhirnya, unit struktur utama ini disusun semula di sekeliling kation terhidrat untuk membentuk polihedron, yang selanjutnya dipolimerkan, disambungkan, dan dibentuk menjadi hablur ayak molekul zeolit.
Pada tahun 1970-an, saintis Belanda Mcnicol et al. menggunakan spektroskopi molekul untuk menjejaki keseluruhan proses penghabluran penapis molekul zeolit ​​LTA, dengan itu memberikan bukti eksperimen yang mencukupi untuk mekanisme peralihan fasa pepejal. Pada tahun 1990-an, kaedah sintesis penukaran gel kering yang dicadangkan juga menambah contoh kepada mekanisme peralihan fasa pepejal. Di samping itu, kaedah sintesis bebas pelarut fasa pepejal yang dicadangkan yang dibangunkan dalam beberapa tahun kebelakangan ini juga menyediakan bukti yang sepadan untuk mekanisme peralihan fasa pepejal pada tahap tertentu.