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发布时间:2021-11-21 22:07:57
从结构上分类,沸石骨架中硅氧四面体和铝氧四面体的数量以及连接方式的不同可以形成不同种类的沸石,现有的沸石(包括天然沸石和人工合成沸石)大约有一百余种。工业生产上常见的主要有 LTA 型(A)、FAU 型(包括 X,Y)、β型和 MFI 型等。
MFI 型分子筛是非常重要的一类沸石,通常被称为 Z***-5,如果沸石晶体骨架中的不含有铝原子,完全由硅氧四面体构成,则称为 Si-Z***-5 。上个世纪70年代某公司首先合成出了这种结构的沸石,取名为Z***-5。Z***-5 沸石出现后,由于其独特的孔道结构、良好的耐温性以及优良的离子交换性能,很快在催化、吸附等领域得到了广泛的应用,并成为上世纪末沸石研究的主流。
MFI属斜方晶系,晶格三轴长各为:a=20.1A、b=19.9A、c=13.4A。MFI型分子筛具有优良的孔道结构,它有两种相互交联的孔道体系,一是b轴方向的直线形孔道,孔径尺寸为0.53×0.56nm,一是a轴方向的正弦形孔道,孔径尺寸0.51×0.55nm。
通常来讲,沸石分子筛都是一个个四面体通过共用顶点来堆积得到的,所以一个四面体就是一个初级的结构单元(TO4四面体)。例如:对于silicalite-1沸石分子筛来讲,它的初级结构单元是硅氧四面体([Si O4]0),并且这个四面体结构单元呈现电中性,这些硅氧四面体通过共用氧原子的连接,形成了具有MFI结构的沸石分子筛。在合成中模板剂和吸附水是存在于它的孔道中的。当然,当在合成体系中有铝存在的条件下,则有两种四面体:硅氧四面体([Si O4]0)和铝氧四面体([Al O4]-),并且铝氧四面体是存在一个负电荷的,通过组装合成了***的具有MFI结构的分子筛,由于这种结构本身带有一定的负电荷,因此必然要通过额外的阳离子来平衡,使其整体终呈现电中性。而磷铝分子筛则是磷氧四面体([PO4]+)和铝氧四面体([Al O4]-)严格交替构成,骨架呈电中性。
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