沸石轉輪中沸石吸(xī)附(fù)劑的製造(zào)與(yǔ)選取
沸石(shí)轉輪中吸附劑的製造方法分為五個步驟:(1)將沸石和粘(zhān)結(jié)劑混合均勻;(2)凝膠(jiāo)化;(3)成型;(4)幹燥;(5)煆燒。
首先以二氧化矽為粘結劑,將沸石和二氧化矽混(hún)合均勻,然後緩慢(màn)加入配製好的堿性(xìng)溶液(yè)(NaOH),此時慢慢形成膠體,然後用攪拌機攪拌(bàn)揉成麵團(tuán),再放入擠壓成型機中製成空心圓柱形沸石吸附劑。將製(zhì)備好的吸附劑先放入烘箱中除濕,然後在450下煆(duàn)燒4小時,製(zhì)得沸石吸附劑。
沸石吸附劑的(de)選擇
沸石是一種多(duō)孔結晶固體,具有分子大小的孔道,也稱為分子篩。其主要結(jié)構是由(yóu)矽八麵體(SiO4)組成的三維空間晶體。在(zài)沸石結構中,部分矽可以被三價鋁(lǚ)同晶取代,因此整個結構由二氧化矽和四氧化矽與堿金屬、堿土(tǔ)金(jīn)屬或稀土金屬組(zǔ)成的(de)矽鋁酸鹽晶體結構組(zǔ)成。該結構的基本單元(yuán)是以矽或鋁為中心,其中SiO4和AlO4為四麵體,以多種規(guī)則(zé)排列方式(shì)相互結(jié)合,四角共用氧原子。由(yóu)於它們不同的堆(duī)積(jī)方法,形成了各(gè)種(zhǒng)沸石。當矽被三價鋁取(qǔ)代時,不平衡的電價可(kě)以用一價或二價陽離子來平衡,主要是鈣(gài)、鎂、鉀、鈉。沸石的(de)矽鋁比不應小於1,但沒有上限。高矽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,通過選擇合適的矽鋁比、孔結構和陽(yáng)離子形(xíng)式,可以生產出各種不同吸附性能的沸石。
從(cóng)結構上看,ZSM-5的矽鋁比可由12變為純矽矽質岩。當矽鋁比(bǐ)由1變為時,熱穩定性增加,表麵性質由親水(shuǐ)性變為疏水性,酸中心強度增(zēng)加但(dàn)酸量減(jiǎn)少。
與其他吸附劑相比,沸(fèi)石(shí)由於其晶體結(jié)構而具有均勻的孔徑,並(bìng)且這些孔(kǒng)具有較大的內(nèi)表麵積,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(tóng)的分子(zǐ)大(dà)小和極性進(jìn)行選擇(zé)性吸(xī)附(fù)。
ZSM沸石(shí)由一係列富(fù)含矽質岩的沸石組成(chéng),其結構如下:兩個五元環單元形(xíng)成單層結構,然後單層按(àn)不同的順序堆疊,得到不同的孔結構:ZSM-5和ZSM-11。孔隙結構以10個氧環為特征,自由直徑約為6?沸石。其典型的矽(guī)鋁比在30左(zuǒ)右,但可能變化很大。它的(de)特點是熱穩定性和(hé)水熱穩(wěn)定性高,並具有許多催化性能。此外,它還(hái)可以用來吸附廢氣(qì)或(huò)廢水中的有機物。