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。
它具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征,表面為固體骨架,內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之間有孔道相互連接,分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的潔凈性質(zhì),分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子。
氣相合成法
氣相合成法是將不含模板劑的分子篩前軀體制備成干凝膠,而后在少量水和有機(jī)胺作為液相成分的氣氛下,通過一定的溫度將其轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿雍Y。1990年Xu等提出該法,并成功合成了MFI型分子篩;之后有人利用這種方法合成了ZSM-5和ZSM-35分子篩膜。這種方法的優(yōu)缺點(diǎn)都非常明顯,優(yōu)點(diǎn)是合成過程無廢水產(chǎn)生,混合溶劑可以循環(huán)利用,模板劑用量降低,合成分子篩成本更低;缺點(diǎn)是結(jié)晶時(shí)間長,合成周期久,產(chǎn)物易出現(xiàn)雜相。對(duì)于合成分子篩膜,因?yàn)榧訜崧⒓訜岵痪鶆?,沸石就不?huì)在支撐體表面同時(shí)成核,進(jìn)而影響分子篩膜的厚度。