自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽,它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質(zhì)稱為沸石,人工合成的沸石也稱為分子篩。
水(溶劑)熱合成法是將合成沸石的前軀體預(yù)先分散在水(溶劑)溶液中,然后在一定的溫度和自生壓力下經(jīng)過成核、生長(zhǎng)、結(jié)晶等過程形成沸石。20世紀(jì)40年代,Barrer使用低溫水熱法合成了首批低硅沸石,之后不斷有其他類型的分子篩被成功合成。該合成方法的優(yōu)點(diǎn)是水對(duì)大多數(shù)物質(zhì)尤其是離子型和極性化合物溶解能力強(qiáng)(水是極性分子,相似相溶原理),且該合成方法的反應(yīng)條件溫和、污染小、成本低;缺點(diǎn)是合成周期長(zhǎng),形成的沸石分子篩不純,易出現(xiàn)雜相,合成的沸石種類有限。后來人們嘗試使用有機(jī)溶劑代替水,Bibby和Dale使用乙二醇和丙醇作為溶劑合成出硅鋁比大范圍可調(diào)的沸石以及SOD結(jié)構(gòu)的純硅沸石;而后,徐如人等使用多種有機(jī)溶劑合成出ZSM-39、ZSM-48型分子篩。該方法優(yōu)點(diǎn):溶劑可以溶解難溶于水或者溶于水后不穩(wěn)定的反應(yīng)物,有機(jī)溶劑具有多樣的物理和化學(xué)性質(zhì),為合成沸石提供了更廣闊的空間;同時(shí)在溶劑熱體系下,有助于生成較少缺陷的單晶;缺點(diǎn)是合成過程使用了大量的有機(jī)溶劑,增加了操作的危險(xiǎn)性,不適宜實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)。
利用分子篩良好的吸附性能和分散性能,可以作為藥物的載體,對(duì)藥物中的有效 成分進(jìn)行吸附接枝,可以提高藥物的緩釋性能,增強(qiáng)藥效,延長(zhǎng)藥物作用的時(shí)間,且 分子篩無害,服用之后在人身體內(nèi)不發(fā)生吸收,對(duì)身體副作用。還可以載入 特定病菌,有效地抑制細(xì)菌生長(zhǎng)。沸石分子篩良好的離子交換性能可以吸附交換重金 屬離子,從而可以制備高度活性和耐久性的抗菌劑。