從簡單的基本結(jié)構(gòu)單元進行研究。通常來講，沸石分子篩都是一個個四面體通過共用頂點來堆積得到的，所以一個四面體就是一個初級的結(jié)構(gòu)單元(TO4四面體)。例如：對于silicalite-1沸石分子篩來講，它的初級結(jié)構(gòu)單元是硅氧四面體（[Si O4]0），并且這個四面體結(jié)構(gòu)單元呈現(xiàn)電中性，這些硅氧四面體通過共用氧原子的連接，形成了具有MFI結(jié)構(gòu)的沸石分子篩。在合成中模板劑和吸附水是存在于它的孔道中的。當然，當在合成體系中有鋁存在的條件下，則有兩種四面體：硅氧四面體（[Si O4]0）和鋁氧四面體（[Al O4]-），并且鋁氧四面體是存在一個負電荷的，通過組裝合成了硅鋁的具有MFI結(jié)構(gòu)的分子篩，由于這種結(jié)構(gòu)本身帶有一定的負電荷，因此必然要通過額外的陽離子來平衡，使其整體終呈現(xiàn)電中性。而磷鋁分子篩則是磷氧四面體（[PO4]+）和鋁氧四面體（[Al O4]-）嚴格交替構(gòu)成，骨架呈電中性。當然，在初級結(jié)構(gòu)單元與初級結(jié)構(gòu)單元的連接中，要遵守Lowenstein規(guī)則：在硅鋁骨架結(jié)構(gòu)中，鋁與鋁不能相鄰；在磷酸鹽骨架結(jié)構(gòu)中，如SAPO-34，鋁是不能和二價或者三價金屬原子相鄰、以及磷不能與硅或磷相連的。
分子篩的骨架中存在一特征籠狀結(jié)構(gòu)單元，而籠狀結(jié)構(gòu)單元又是根據(jù)確定它們多面體的多元環(huán)來描述的。例如，我們所熟悉的SOD籠它由八個六元環(huán)和六個四元環(huán)來組成的，一般簡寫成4668。不同的分子篩骨架會含有相同的籠狀結(jié)構(gòu)單元，換句話說，同一個籠狀結(jié)構(gòu)單元通過不同連接方式會形成不同的分子篩骨架結(jié)構(gòu)類型。一個經(jīng)典的例子就是SOD籠。
SOD籠間通過本身的共面連接形成的是SOD沸石分子篩；SOD籠間通過雙四元環(huán)的連接，形成的是LTA型分子篩；SOD籠間通過雙六元環(huán)的連接，形成的是FAU和EMT沸石分子篩。
另外，在沸石分子篩骨架結(jié)構(gòu)中，常會發(fā)現(xiàn)一些特征的鏈和二維三連接的網(wǎng)層結(jié)構(gòu)以及周期性結(jié)構(gòu)單元（PBU）。我們?yōu)槌Ｒ姷奈宸N鏈狀結(jié)構(gòu)為是Pentasil鏈、雙鋸齒形鏈、雙之字形鏈、雙機軸鏈和短柱石鏈。由邊共享的籠所組成的Pentasil鏈是高硅沸石分子篩家族的一個特征鏈。具有代表性的，MFI的骨架結(jié)構(gòu)就是由Pentasil鏈構(gòu)成。平行堆積的二維三連接網(wǎng)層通過上下取向的三連接頂點間相互連接形成三維四連接的骨架結(jié)構(gòu)。例如，GIS類型骨架結(jié)構(gòu)是由4.82二維網(wǎng)層結(jié)構(gòu)上下連接而成。
固相轉(zhuǎn)變機理是由Flanigen和Breck提出的，也是早提出的沸石分子篩晶化機理。他們認為:
在沸石分子篩的整個晶化過程中只是凝膠固相本身在水熱條件下產(chǎn)生，然后直接進行硅鋁酸鹽骨架的結(jié)構(gòu)重排，進而導(dǎo)致了沸石分子篩的成核和晶體的生長，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。
，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，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結(jié)構(gòu)單元。后，這些初級結(jié)構(gòu)單元進一步圍繞著水合陽離子發(fā)生重排構(gòu)成多面體，這些多面體再進一步聚合、連接、形成沸石分子篩晶體。
70年代，荷蘭科學家Mcnicol等人通過使用分子光譜技術(shù)來追蹤LTA型沸石分子篩的整個晶化過程，從而在實驗上為固相轉(zhuǎn)變機理給予充分的根據(jù)。90年代，干膠轉(zhuǎn)化的合成方法的提出也為固相轉(zhuǎn)變機理增加了一個實例。另外，近幾年發(fā)展起來的固相無溶劑合成的方法的提出也是在一定程度上為固相轉(zhuǎn)變機理提供相應(yīng)的證據(jù)。
液相轉(zhuǎn)變機理由Kerr和Ciric提出，與固相轉(zhuǎn)變機理的提出幾乎是在同一個時期。他們認為：沸石分子篩晶體的成核和生長是在溶液中直接進行，初始凝膠慢慢的溶解到溶液中，生成了活性物種硅鋁酸根離子，然后再發(fā)生縮合，慢慢的形成了沸石分子篩所需要的結(jié)構(gòu)單元，再進一步生成了沸石分子篩。
，沸石分子篩所需的原料混合后，主要物種硅酸鹽與鋁酸鹽聚合生成硅鋁酸鹽初始凝膠。這種硅鋁酸鹽凝膠是在高濃度條件下快速形成的，因此具有很高無序度，但是這種硅鋁酸鹽凝膠中可能含有某些初級結(jié)構(gòu)單元，如：四元環(huán)、六元環(huán)等等。同時，這種凝膠和液相之間建立了溶解平衡。另外，硅鋁酸根離子的溶度積與凝膠的結(jié)構(gòu)和溫度息息相關(guān)，隨著晶化溫度的變化，這種凝膠和液相之間建立起新的凝膠和溶液的平衡。其次，液相中多硅酸根與鋁酸根濃度的增加導(dǎo)致晶核的形成，然后是沸石分子篩晶體的生長。在沸石分子篩的成核和晶體生長過程中，消耗了液相中的多硅酸根與鋁酸根離子，從而引起硅鋁凝膠的繼續(xù)溶解。由于沸石晶體的溶解度小于無定形凝膠的溶解度，后結(jié)果是凝膠的完全溶解，沸石分子篩晶體的完全生長。
合成沸石分子篩的基本原料有：硅源、鋁源、堿源、金屬陽離子、其它礦化劑、模板劑和水等。常用的硅源有白炭黑、硅溶膠、固體硅膠、有機硅酸酯、水玻璃等。常用的鋁源有偏鋁酸鈉、硫酸鋁、薄水鋁石、金屬鋁、硝酸鋁、異丙醇鋁、氫氧化鋁等。堿源有氫氧化鈉，氫氧化鉀等。金屬陽離子包括堿金屬陽離子和堿土金屬離子如：Li+、Na+、K+、Ca2+、Ba2+等。分子篩合成的礦化劑有兩種：氫氧根離子和氟離子。模板劑有各種含氮的有機物、季磷鹽等。
對于合成沸石分子篩，溫度是一個很重要的因素。溫度變化會影響水在反應(yīng)釜中的壓力的變化、硅鋁酸鹽的聚合狀態(tài)和聚合反應(yīng)、凝膠的生成和溶解與轉(zhuǎn)變、分子篩的成核與生長以及介穩(wěn)相間的轉(zhuǎn)晶。相同的體系在不同的溫度下可能會得到完全不一樣的物相，溫度越高得到的沸石的尺寸和孔體積越小，晶體骨架密度相應(yīng)增大。一般而言在150 °C以下，初級結(jié)構(gòu)往往是四元環(huán)或六元環(huán)，而當溫度150 °C，則往往是五元環(huán)的初級結(jié)構(gòu)單元。由此可見，在高溫水熱條件下，無機物（主要是硅鋁酸鹽物種）的造孔規(guī)律和晶化溫度與水蒸汽壓之間存在著密切的聯(lián)系。
晶化時間往往也是分子篩合成的一個重要因素。晶化時間不夠常常會有大量的原料未轉(zhuǎn)化，時間過長，往往會發(fā)生晶體轉(zhuǎn)晶的現(xiàn)象，一般由比較空曠的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為比較致密的結(jié)構(gòu)。晶化時間與晶化溫度往往是相輔相成的，降低溫度，就要增加晶化時間；升高溫度，有時就要縮短晶化時間。
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