沸石分子篩材料的廣泛應用（例如：吸附分離、離子交換、催化），是與其結(jié)構(gòu)特點密不可分的。例如，吸附分離性能取決于分子篩的孔道和孔體積的大??；離子交換性能取決于分子篩中陽離子的數(shù)目、位置及其孔道的可通行性；催化過程中表現(xiàn)出的擇形性與分子篩的孔道尺寸、走向相關(guān)，而催化反應中的中間產(chǎn)物以及后產(chǎn)品和分子篩的孔道維數(shù)或其籠結(jié)構(gòu)相關(guān)。因此，分子篩的結(jié)構(gòu)是研究分子篩材料的基本問題。
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。
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。
，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。
從原料的均勻混合到升溫晶化前的靜止過程，這一個階段被叫做陳化。在陳化過程中，凝膠的組成、結(jié)構(gòu)都是會發(fā)生變化的，陳化過程有時甚至是緩慢的成核過程，導致分子篩生長周期的縮短。為典型的例子是在合成FAU分子篩時使用的Y導向劑就需要所有反應物混合均勻后室溫陳化，這是因為導向劑經(jīng)過陳化產(chǎn)生了微小的沸石晶核，并且含有大量的六元環(huán)。
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釜中的壓力的變化、硅鋁酸鹽的聚合狀態(tài)和聚合反應、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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