綠沸石的吸附性質(zhì)
2022.06.21
科學(xué)家研究了定向含硼MFI型綠沸石對純氣體的滲透性以及對乙醇/水體系的分離選擇性,使沸石在有效分離(去除)有害氣體的應(yīng)用方面拓寬了新的領(lǐng)域研究定向含硼MFI型綠沸石和原多孔玻璃基材對純氣體的滲透性以及對乙醇/水體系的分離選擇性。
純氣體透過焙燒后的B-AL-ZSM-5綠沸石,H2,He,Ne,Ar,O2,CO2對N2的理想選擇性分別為16.8,15.6,12.6,9.41,8.60,5.32，CO和SO2對N2的理想選擇性分別為0.135和0.0179;O2對CO和SO2的理想選擇性分別為63.7和480.2。這表明該類綠沸石對純氣體的透過不僅具有良好的理想選擇性,而且可能為新型防毒面具提供一種很好的可選材料。
滲透氣化實驗表明,在測定溫度范圍內(nèi)原多孔玻璃基材對3種不同濃度的乙醇/水體系幾乎沒有分離性能。焙燒后的B-Al-ZSM-5綠沸石對5%,50和95%(質(zhì)量分數(shù))乙醇(水體系的分離,水的分離系數(shù)分別為28.2,135.7和518.5,且溫度均為303K。表明該MFI型綠沸石具有強的親水性。
在一般情況下綠沸石結(jié)構(gòu)中的孔道和孔穴都充滿了水分子,分子圍繞著可交換的陽離子形成水化球,常在350℃或 400℃下加熱數(shù)小時或更長時間沸石將會失去水分子。
這時,些有效直徑小到足,通過孔道的分子將易于被沸石吸附在脫水孔道和孔穴中，直徑過大無法進入孔道的分子將被排斥，這就是人們熟悉的沸石的選擇性吸附。選擇性吸附1925年發(fā)現(xiàn)脫水菱沸石能強烈地吸附水、、乙醇，而完全不能吸附、和苯，即具有選擇性吸附的特性。
如上所述，沸石晶體內(nèi)部存在很多孔穴和孔道，它們的體積占沸石晶體總體積的50以上，而且孔穴、孔道大小均勻、固定，和普通分子的大小相當(dāng)。一般孔穴直徑在6?15A之間，孔道直徑約在3?10A之間。表2-8是沸石、硅膠和活性炭對直鏈烴選擇吸附的實驗結(jié)果，從表中數(shù)據(jù)可以看出，活性炭對各種烴類的吸附量都很高，而硅膠在室溫下對揮發(fā)性丁烷-正丁烷和異丁烷的吸附量則很低，說明它們的吸附作用是沒有選擇性的。只有5A分子篩具有選擇性吸附作用，很明顯只有那些直徑比較小的分子，才能通過沸石孔道（5A分子篩的孔徑為5人）被吸附，而直徑大的分子，由于不能進入沸石孔穴，則不能被沸石吸附，因此沸石的選擇吸附、篩分分子性能決定于沸石的孔徑和被吸附分子的大小。
