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(guò)成核、生長(zhǎng)、結(jié)晶等過(guò)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(lái)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(guò)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)。
干膠凝膠法是把一定量的沸石合成原料、模板劑和去離子水充分混合均勻后過(guò)濾、洗滌,得到無(wú)定形凝膠,在凝膠形成后將其烘干變成干粉,后在水蒸汽氣氛下完成合成。這種方法由我國(guó)學(xué)者徐文旸于1990年提出,并成功合成了ZSM-5分子篩。后來(lái),有人用這種方法合成了具有中等孔尺寸的MFI型沸石納米晶。該方法的優(yōu)點(diǎn):模板劑用量較少,減少?gòu)U物的排放同時(shí)降低合成成本,該法在一定程度上提高產(chǎn)率;缺點(diǎn)是合成過(guò)程所使用的干凝膠要先制備水合凝膠而后在將水合凝膠蒸發(fā)干得到,制備過(guò)程相對(duì)復(fù)雜,限制了工業(yè)應(yīng)用。
沸石分子篩晶體具有吸附性、可交換性等諸多優(yōu)良性能,所以被廣泛應(yīng)用于石油 化工工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、精細(xì)化工等工業(yè)。在沸石分子篩的研究中,以廉價(jià)天然礦物 為原料制備分子篩和其功能性的研究是該領(lǐng)域中具有價(jià)值的研究之一。紅輝沸石 屬于輝沸石族,是其中的一個(gè)礦物種,紅輝沸石以含水架狀鋁硅酸鹽為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu), 在不同溫度環(huán)境下對(duì)各種陽(yáng)離子具有選擇吸附性,且具有良好的催化功能、可加工性能、低硬度、低熱膨脹性能,且熱穩(wěn)定性較好,被廣泛應(yīng)用于環(huán)境材料,農(nóng)牧業(yè)改良, 化工添加劑和吸附劑等領(lǐng)域。