沸石轉輪中沸石吸附劑的制造與選取

  沸石轉輪中吸附劑的制造方法分為五個步驟:(1)將沸石和粘結劑混合均勻;(2)凝膠化;(3)成型;(4)干燥;(5)煅燒。

  首先以二氧化硅為粘結劑,將沸石和二氧化硅混合均勻,然后緩慢加入配制好的堿性溶液(NaOH),此時慢慢形成膠體,然后用攪拌機攪拌揉成面團,再放入擠壓成型機中制成空心圓柱形沸石吸附劑。將制備好的吸附劑先放入烘箱中除濕,然后在450下煅燒4小時,制得沸石吸附劑。

  沸石吸附劑的選擇

  沸石是一種多孔結晶固體,具有分子大小的孔道,也稱為分子篩。其主要結構是由硅八面體(SiO4)組成的三維空間晶體。在沸石結構中,部分硅可以被三價鋁同晶取代,因此整個結構由二氧化硅和四氧化硅與堿金屬、堿土金屬或稀土金屬組成的硅鋁酸鹽晶體結構組成。該結構的基本單元是以硅或鋁為中心,其中SiO4和AlO4為四面體,以多種規(guī)則排列方式相互結合,四角共用氧原子。由于它們不同的堆積方法,形成了各種沸石。當硅被三價鋁取代時,不平衡的電價可以用一價或二價陽離子來平衡,主要是鈣、鎂、鉀、鈉。沸石的硅鋁比不應小于1,但沒有上限。高硅鋁比沸石具有疏水性,其吸附性能與普通含鋁沸石有很大不同。它們對水和其他極性分子的親和力非常低。因此,通過選擇合適的硅鋁比、孔結構和陽離子形式,可以生產出各種不同吸附性能的沸石。

  從結構上看,ZSM-5的硅鋁比可由12變?yōu)榧児韫栀|巖。當硅鋁比由1變?yōu)闀r,熱穩(wěn)定性增加,表面性質由親水性變?yōu)槭杷?,酸中心強度增加但酸量減少。

  與其他吸附劑相比,沸石由于其晶體結構而具有均勻的孔徑,并且這些孔具有較大的內表面積,可以吸收和儲存大量分子。沸石也是離子吸附劑,可以根據不同的分子大小和極性進行選擇性吸附。

  ZSM沸石由一系列富含硅質巖的沸石組成,其結構如下:兩個五元環(huán)單元形成單層結構,然后單層按不同的順序堆疊,得到不同的孔結構:ZSM-5和ZSM-11??紫督Y構以10個氧環(huán)為特征,自由直徑約為6?沸石。其典型的硅鋁比在30左右,但可能變化很大。它的特點是熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性高,并具有許多催化性能。此外,它還可以用來吸附廢氣或廢水中的有機物。

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