Flüssigphasenübergangsmechanismus und bidirektional

Mechanismus des Übergangs der flüssigen Phase
Der Flüssigphasenübergangsmechanismus wurde erstmals von Kerr und Ciric fast zeitgleich mit dem Festphasenübergangsmechanismus vorgeschlagen. Sie gehen davon aus, dass die Keimbildung und das Wachstum von Zeolith-Molekularsiebkristallen direkt in der Lösung stattfinden, das anfängliche Gel sich langsam in der Lösung auflöst und die aktive Spezies Alumosilikat-Ionen erzeugt wird und dann eine Kondensation stattfindet, wodurch langsam die dafür erforderlichen Struktureinheiten gebildet werden Zeolith-Molekularsiebe und dann weitere Erzeugung von Zeolith-Molekularsieben.
Nachdem die für Zeolith-Molekularsiebe benötigten Rohstoffe gemischt wurden, polymerisieren zunächst die Hauptarten Silikat und Aluminat zu einem anfänglichen Alumosilikatgel. Dieses Alumosilikatgel wird unter Bedingungen hoher Konzentration schnell gebildet und weist daher einen hohen Grad an Unordnung auf. Dieses Alumosilikatgel kann jedoch einige primäre Struktureinheiten enthalten, wie z. B. viergliedrige Ringe, sechsgliedrige Ringe usw. Gleichzeitig Zwischen diesem Gel und der flüssigen Phase stellt sich ein Auflösungsgleichgewicht ein. Darüber hinaus hängt das Löslichkeitsprodukt von Alumosilikat-Ionen eng mit der Struktur und Temperatur des Gels zusammen. Wenn sich die Kristallisationstemperatur ändert, stellt sich zwischen diesem Gel und der flüssigen Phase ein neues Gel- und Lösungsgleichgewicht ein. Zweitens führt die Erhöhung der Konzentration von Polysilikat und Aluminat in der flüssigen Phase zur Bildung von Kristallkeimen, gefolgt vom Wachstum von Zeolith-Molekularsiebkristallen. Während der Keimbildung und dem Kristallwachstum von Zeolith-Molekularsieben werden Polysilikat- und Aluminat-Ionen in der flüssigen Phase verbraucht, was zur weiteren Auflösung des Silica-Aluminiumoxid-Gels führt. Da die Löslichkeit von Zeolithkristallen geringer ist als die von amorphem Gel, ist das Endergebnis die vollständige Auflösung des Gels und das vollständige Wachstum von Zeolith-Molekularsiebkristallen.
Zhdanovs Experiment zeigte, dass die Wachstumsrate von Zeolith-Molekularsiebkristallen eng mit der Konzentration von Polysilikat- und Aluminat-Ionen in der flüssigen Phase zusammenhängt und dass sich die Konzentration jeder Komponente in der flüssigen Phase während des Kristallisationsprozesses ständig ändert. Diese experimentellen Ergebnisse unterstützen den Übergangsmechanismus der flüssigen Phase. Der günstigste Beweis für den Flüssigphasenübergangsmechanismus ist die direkte Kristallisation von Zeolith-Molekularsieben aus der Flüssigphase. Koizumi et al. Direkt synthetisierte Zeolith-Molekularsiebe wie SOD, GIS und FAU aus geklärten Lösungen.
Zweiphasen-Übergangsmechanismus
Als die Menschen noch darüber stritten, ob die Kristallisation von Zeolith-Molekularsieben durch einen Flüssigphasenübergangsmechanismus oder einen Festphasenübergangsmechanismus erfolgt, schlugen Wissenschaftler nach den 1980er Jahren den Zweiphasenübergangsmechanismus vor. Der Zweiphasenübergangsmechanismus geht davon aus, dass im Kristallisationsprozess des Zeolith-Molekularsiebs gleichzeitig ein Flüssigphasenübergang und ein Festphasenübergang stattfinden, der in zwei Kristallisationsreaktionssystemen getrennt oder in einem System gleichzeitig stattfinden kann.
Gabelica et al. bestätigten die Existenz des Zweiphasenübergangsmechanismus durch ihre Forschung zur Kristallisation von ZSM-5-Molekularsieb und NaY-Zeolith. Iton et al. wendete erstmals die Kleinwinkel-Neutronenstreuungstechnologie an, um den Kristallisationsprozess von ZSM-5-Molekularsieben zu untersuchen, und stellte fest, dass die Kristallisation von ZSM-5-Zeolith-Molekularsieben unterschiedlichen Mechanismen folgte, wenn verschiedene Siliziumquellen verwendet wurden. Daher wird der Schluss gezogen, dass selbst wenn der gleiche Typ von Zeolith-Molekularsieb verwendet wird, sein Wachstumsmechanismus unter verschiedenen Kristallisationsbedingungen unterschiedlich ist.