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    沸石分子筛的改性

    2020-09-10 09:36:29

    蜂窝沸石分子筛

    沸石分子筛的改性


    沸石改性的绝大部分方法都与铝硅酸盐沸石有关。例如,一种常见的改性方法是沸石结构 的离子交换。人工合成的沸石能常以钠盐得到,天然沸石以矿物的形式,其中含有钠、钾、钙、镁及其他阳离子。因此,有时需要将这些阳离子交换成其他离子,例如,在空气气氛中将钠离子交换成铵根离子,可以得到酸性沸石。


    铝硅酸盐沸石有时需要脱铝。脱铝过程可以是水热处理、酸浸出以及在四氯化硅或六氟硅酸盐的情况下200-300度热处理。经过上述处理可以得到高硅分子筛。脱铝过程将铝从沸石晶格中剥离出来,会产生介孔,因此可能导致沸石骨架部分坍塌。这些脱铝分子筛具有不同的用处,例如催化。USY沸石在催化裂解方面具有广泛的应用。另外,疏水沸石,如DAY沸石(脱铝沸石,铝含量很低)对水中的有机物表现出很强的吸附能力。


    在沸石的空穴内嵌入分子,是一种非常有趣的沸石改性方法。在适当的溶液中,中性分子通过适当的搅拌可以吸附在沸石上。这一过程对小分子来说十分有效。在沸石中嵌入大分子可以在溶液中实现,这取决于分子的尺寸以及分子沸石孔道中的扩散能力。例如,通过在正己烷溶液中吸附络合物,可以使羰基铱吸附在沸石上。将RhCO2Cl2引入 NaY或酸性HY沸石笼中,在室温并含水的条件下,经1个大气压CO氛围中处理,就可以得到铑中性团簇。


    然而,有时嵌入分子的尺寸大于沸石的孔道尺寸,例如,八面沸石中含有直径为13埃的超笼,而进入这些超笼的窗口尺寸约为7.4埃,大于7.4埃的分子利用传统方法不能进入。为克服这一困难,可以在沸石超笼中完成大分子的合成,此种方法称为“瓶中造船”法。迄今为止,嵌入大分子的实例有四丁基取代酞菁铁,全氟酞菁铁,钴铜,锰以及四硝基酞菁铁。然而在嵌入硝基取代酞菁时,在沸石的外表面生成一种络合物。使用卟啉配合体,四甲基卟啉锰和铁被嵌入在Y沸石的超笼内。


    将过渡金属络合物嵌入分子筛内部的另一种方法是:在预先成型的过度络合物骨架上合成分子筛。为实现这一过程,络合物在沸石合成环境中必须具有很好的稳定性,同时在合成介质中应具备一定的溶解性。据报道,合成丝光沸石可以采用双吡啶,戊腈或酞菁络合物的凝胶。但络合物并未实现在分子筛内部的有效嵌入。据说,在X沸石中可能会实现我过渡金属络合物的均相嵌入。


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