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如果要完全去除分子篩吸附的水,建議在不超過550攝氏度的常壓下測(cè)量分子篩的吸附能力。如果是工業(yè)上吸附水的解吸,沒有必要有這么高的溫度,也不適合,一般在200~300攝氏度之間。吸水不足增加了吸附-解吸操作的次數(shù),但降低了活化溫度。如果是“真空解吸”,則可以適當(dāng)降低所需的活化溫度。
如何活化?
1、在實(shí)驗(yàn)室一般用馬弗爐烘干就可以活化脫水,350度常壓下烘干8小時(shí);
2、如果有真空泵可在150度抽氣情況下,干燥5小時(shí)。
3、活化后的分子篩在空氣中冷卻至200度左右,應(yīng)立即保存于干燥器中。如果條件允許,冷卻以及保存過程應(yīng)用N2保護(hù),以防止空氣中的水氣再被吸附。
分子篩的個(gè)作用是晶體的外表面吸附多種吸附物。對(duì)于分子篩的研究表明,其外表面提供了一個(gè)的被吸附的分子尺寸。如果被吸附物的分子超過該尺寸,就不能進(jìn)入晶體內(nèi)部,只能被吸附在外表面。表面吸附作用(也發(fā)生在非結(jié)晶體的表面,如硅膠),這是很弱的,而在晶體內(nèi)部有成千上萬的晶體空隙和槽,進(jìn)一步吸附分子。
分子篩由硅、鋁和氧原子組成。這些分子的離子電荷在穩(wěn)定的晶體中加起來的總和應(yīng)是零。為平衡正負(fù)負(fù)荷,加入鉀、鈉、鈣等正電荷離子。帶有正負(fù)離子的巨大的面被稱做吸附場(chǎng)。在吸附物與被吸附物之間有很強(qiáng)的吸引力,需要很大能量的(一般是熱能)才能消除吸引力,還原成篩子。隨著被吸附物的濃度增加,密度電荷場(chǎng)增強(qiáng)以至于幾乎沒有幾層被吸附分子存在。被吸附物接近滿負(fù)荷,孔被填滿,類似于毛細(xì)管冷凝。
固相轉(zhuǎn)變機(jī)理 固相轉(zhuǎn)變機(jī)理是由Flanigen和Breck提出的,也是早提出的沸石分子篩晶化機(jī)理。他們認(rèn)為:在沸石分子篩的整個(gè)晶化過程中只是凝膠固相本身在水熱條件下產(chǎn)生,然后直接進(jìn)行硅鋁酸鹽骨架的結(jié)構(gòu)重排,進(jìn)而導(dǎo)致了沸石分子篩的成核和晶體的生長(zhǎng),而在沸石分子篩晶化過程中既沒有凝膠固相的溶解,也并沒有液相直接來參與沸石分子篩的成核以及晶體的生長(zhǎng)。 沸石分子篩合成所需的各種原料混合后,主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。同時(shí),凝膠間液相雖然也產(chǎn)生,然而液相部分并不參與晶化成核的過程中。其次,所形成的硅鋁酸鹽初始凝膠在OH-離子的作用下卻不斷發(fā)生解聚與結(jié)構(gòu)重排,從而形成某些沸石晶化所需要的初級(jí)結(jié)構(gòu)單元。后,這些初級(jí)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)一步圍繞著水合陽離子發(fā)生重排構(gòu)成多面體,這些多面體再進(jìn)一步聚合、連接、形成沸石分子篩晶體。