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技術(shù)文章

沸石轉(zhuǎn)輪的研制與沸石吸附劑的選取

閱讀:2849發(fā)布時(shí)間:2020-12-18

中空狀沸石制備方式

吸附劑之制備方式分為五大步驟: (1)沸石(zeolite)與粘合劑(binder)均勻混合; (2)膠化(gelling); (3)成型(forming); (4)干燥(drying); (5)煅燒(calcine)。 首先利用二氧化硅為粘合劑,將沸石與二氧化硅均勻混合,再慢慢加入調(diào)制好之堿性溶液(NaOH),此時(shí)會(huì)慢慢形成膠狀體,再經(jīng)由攪拌機(jī)攪拌、揉合成面團(tuán)狀,放入擠壓成型機(jī)中制成中空?qǐng)A柱狀之沸石吸附劑。 制作出的吸附劑先放入烘箱中去除水份,再以450℃煅燒4小時(shí),此時(shí)沸石吸附劑便制作完成。

沸石吸附劑的選取

沸石是具有分子大小孔洞通道的多空性結(jié)晶固體,又稱(chēng)分子篩,其主要結(jié)構(gòu)是以硅八面體(SiO4)所構(gòu)成之三維空間晶體。在沸石結(jié)構(gòu)中,有些硅可被三價(jià)鋁同構(gòu)置換,于是整個(gè)結(jié)構(gòu)由SiO4和AlO4配合堿金屬、堿土金屬或稀土金屬組成之硅鋁酸鹽之晶體結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)之基本單元為以硅或鋁為中心,其中SiO4和AlO4是以各種則之排列方式,共有氧原子為四角而結(jié)合在一起之四面體,由于其堆積方式之不同,因而形成各種不同沸石。硅在被三價(jià)鋁取代時(shí),不平衡的電價(jià)可由一價(jià)或二價(jià)的陽(yáng)離子平衡,主要是鈣、鎂、鉀、鈉。沸石的硅鋁比不可小于1,但沒(méi)有上線(xiàn)。高硅鋁比沸石具有疏水性,其吸附性質(zhì)與一般含富鋁沸石大不相同,它對(duì)水和其他極性分子親和力很低。因此選擇適當(dāng)硅鋁比,孔隙架構(gòu)和陽(yáng)離子形式,可制造出各種吸附性質(zhì)大不相同的沸石。

從結(jié)構(gòu)來(lái)看,ZSM-5的硅鋁比可由12改變至純硅的silicalite。硅鋁比從1變至∞,熱穩(wěn)定性隨之增加,表面性質(zhì)從親水性變成疏水性,酸性中心的強(qiáng)度會(huì)增加但酸量會(huì)減少。

與其它吸附劑比較,沸石因具有晶體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)均一整齊的孔洞直徑,且這些孔洞具有很大的內(nèi)表面積,可大量吸附和儲(chǔ)存分子。沸石亦屬于一種離子型吸附劑,可根據(jù)分子大小和極性不同做選擇性吸附。

ZSM型沸石系由一系列含豐富硅質(zhì)沸石所組成,其結(jié)構(gòu)是以; 兩個(gè)五元環(huán)單元形成之單層結(jié)構(gòu),單層再以不同順序堆疊,可以得到不同的孔道結(jié)構(gòu): (1)ZSM-5和(2)ZSM-11.其孔道特征為10個(gè)氧環(huán),其自由直徑約為6?的沸石。 其典型的硅鋁比約為30,但可能大幅變化,特征為具有高熱穩(wěn)定性及水熱穩(wěn)定性,并具有許多的觸媒特性,另其亦可用來(lái)吸附廢氣或廢水中的有機(jī)物。


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