Cтраница 1
Деалюминированные цеолиты и чистый микропористый диоксид кремния в последние годы все чаще используются в качестве адсорбентов. Это вызвано тем, что были разработаны методы их синтеза, а также тем, что все время растет область их технического применения. Кроме того, изучение этих адсорбентов позволило значительно продвинуться в теории адсорбции. Интерес к этим адсорбентам вызван следующими причинами. [1]
Если подвергать деалюминированные цеолиты термопаровой обработке при повышенных до 900 С температурах, то внутри кристаллов цеолита образуется вторичная регулярная мезопористость с очень узким распределением мезопор по размерам. Образование внутри-кристаллической вторичной пористости обусловлено перераспределением - кремнекислородных комплексов деалюминированного цеолита равномерно по всему объему кристалла Пары воды при высокой температуре гидролизуют Si-О - Si-связи и после недалекой миграции частиц кремнегидроксокомплексов происходит их конденсация в структурных вакансиях решетки с выделением реакционной воды. Такой процесс сопровождается образованием регулярно чередующихся пустот с размерами, равными удвоенному параметру элементарной ячейки и кристаллической фазы цеолита материнской структуры, но чисто кремнеземного состава. [2]
Свойства глубоко деалюминированных цеолитов типа Y. [3]
В ИК-спектрах стабильных деалюминированных цеолитов появляются две новые полосы поглощения, обусловленные гидроксильными группами. Не вызывает удивления тот факт, что разные исследователи наблюдали у полос 3700 и 3600 см-1, приписываемых гидроксильным группам, неодинаковые свойства, вследствие чего и отнесения этих полос были различными. [4]
Общей особенностью стабильных деалюминированных цеолитов Y, независимо от способа их получения, является меньшая величина постоянной а0 элементарной ячейки. Это послужило для авторов [164] основанием для заключения, что стабилизация структуры является прямым результатом сжатия элементарной ячейки. Сжатие решетки приблизительно на 1 % было отмечено в [189] и для цеолита NH4 - Y после его деалюминиро-вания путем обработки Н4 - ЭДТА. [5]
Пиша и др. [36] исследовали структуру деалюминированных цеолитов Y методом ИК-спектроскопии. Эти результаты, по-видимому, подтверждают сходство двух типов модифицированных цеолитов. Количественная линейная зависимость дает возможность определить число атомов каркасного алюминия для обоих классов цеолитов. Объяснять появление сдвигов в ИК-спектрах изменением соотношения Si / Al в тех случаях, когда одновременно происходят другие очевидные структурные и химические изменения, следует достаточно осторожно. [6]
![]() |
Зависимость активности декатионированных цеолитов ( 80 - 85 % от соотношения SiO2 / Al2O3. [7] |
Качественное объяснение более высокой термической стабильности у деалюминированных цеолитов может быть дано схемой деалюминирова-ния. [8]
Допускалось, что структурная вода при нагревании деалюминированных цеолитов начинает выделяться при 500 С. На этом основании в этих работах был сделан вывод, что рассмотренный выше механизм кислотного деалюминирования, требующий образования в каждой алюминиевой вакансии кластера ( ОН) 4, не находит подтверждения. [9]
Изменения в составе и структуре кремнеалюмокис-лородного каркаса цеолитов при деалюминировании проявляются в ИК-спектрах деалюминированных цеолитов. [10]
Поэтому деалюминирование как метод химического модифицирования цеолитов приобретает большое практическое значение, а сами деалюминированные цеолиты привлекают внимание широкого круга специалистов кроме того и как интересные объекты для каталитических, адсорбционных и структурных исследований. [11]
Дан обзор работ, выполненных в основном в Центральном институте физической химия АН ГДР, по свойствам чистого микропористого диоксида кремния и деалюминированных цеолитов. Рассмотрены химические процессы, протекающие при деалюминировании цеолитов и при получении силикалита, а также результаты рентгенографических, электронно-микроскопических исследований, применения методов ЯМР, адсорбции и адсорбционной калориметрии для изучения свойств этих адсорбентов. [12]
Метод деалюминирования открыл широкие возможности для получения высококремнистых цеолитных систем, которые невозможно получить путем прямого синтеза. Деалюминированные цеолиты по типу своей структуры не отличаются от исходных. По спектральным характеристикам зависимость длины связи Т - О4 каркаса цеолита от соотношения SiC / AbOs остается той же, которая наблюдается для цеолитов типа X и У с разным соотношением SiCb / AbOs. Сокращение размера элементарной ячейки цеолита при деалюминировании подтверждается рентгеноструктурными данными. Именно благодаря этому изменению структура деалюмини-рованных цеолитов становится более прочной, термостабильность их - более высокой. Структурные изменения приводят и к изменению химии поверхности. Установлены существенные изменения энергетического спектра кислотных центров цеолитов с увеличением соотношения SiO2 / Al2O3 в каркасе. Четко показано, что расширение спектра кислотных центров при - деалюминировании коррелирует с увеличением активности цеолитов в реакции крекинга и намечается возможность получения цеолитов с необходимым спектром кислотности. [13]
Если это так, то в стабильных образцах, прокаленных при 700 - 900 С, в которых, по [137], дефицита кислорода не обнаруживается, не должна проявляться и эта вторичная пористая структура. Таким образом, хотя механизм деалюминирования еще не достаточно ясен, из имеющихся данных по свойствам деалюминированных цеолитов можно придти к заключению, что стабилизация их структуры не происходит вместе с выходом А1 из каркаса, а является результатом вторичных структурных превращений, которые приводят к ликвидации дефектов, образовавшихся в каркасе при деалюминировании, и его обогащению кремнием. [14]
Однако, как видно из данных [159] ( см. табл. 1.13), повышение термостабильности цеолита Y наблюдается только при сравнительно ограниченных степенях деалю-минирования ( не выше 50 %); при более высоких степенях деалюминирования, когда образование новых связей Si-О - Si на месте алюминиевых вакансий должно продолжаться, термостабильность кристаллов, тем не менее, начинает падать. Известно, что стабилизации структуры цеолита Na-Y в результате его деалюминирования путем обработки минеральными кислотами ( в отличие от обработки Н4 - ЭДТА) не происходит, в то время как новые связи Si-О - Si после конденсации групп ( ОН) 4 в алюминиевых вакансиях и в этом случае, казалось бы, должны образовываться. Поэтому термостабильность деалюминированных цеолитов не является простой функцией степени деалюминирования или числа новых связей Si-О - Si, образовавшихся на месте алюминиевых вакансий, хотя само по себе образование таких связей должно способствовать стабилизации структуры каркаса деалюминированных цеолитов. [15]