沸石分子篩主要用于氣體精制和凈化。石化、制冷、汽車、建筑玻璃、藥材、油漆涂層、包裝和其他領(lǐng)域。從狹義上講,它主要是結(jié)晶硅酸鹽或硅鋁酸鹽。它由通過氧橋連接的硅氧四面體或鋁氧四面體形成分子尺寸孔通道和空腔系統(tǒng)形成,從而具有篩分分子的特征。
第一種是水熱合成。用于生產(chǎn)更高純度的產(chǎn)品和合成自然界中沒有的分子篩。含硅化合物(水分子篩玻璃、硅溶膠等)、鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水以適當(dāng)比例混合在高壓釜中加熱一段時間,即分子篩晶體沉淀。合成過程可表示為:Na分子篩通常在工業(yè)過程中合成,例如13X和10X分子篩的合成。在水熱合成期間添加某些添加劑可以改變最終產(chǎn)物的結(jié)構(gòu),例如添加季銨鹽以得到ZSM-5分子篩。
第二種是水熱轉(zhuǎn)化。在過量堿存在下,固體硅鋁酸鹽水熱轉(zhuǎn)化成分子篩。使用的原料是高嶺土、膨潤土、硅藻土等。也可以使用合成二氧化硅-氧化鋁凝膠顆粒。該方法成本低,但產(chǎn)物的純度不如水熱合成方法好。第三種是離子交換法,其通常將Na-分子篩轉(zhuǎn)化為在水溶液中含有所需陽離子的分子篩,其中式如下:
其中Z-代表陰離子骨架,Me+代表陽離子交換,例如,NH、Ca2 +、 Mg2 +、 Zn2 +等,原料通常是中空玻璃分子篩氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。將溶液中不同性質(zhì)的陽離子交換到分子篩上的難度是不同的,這被稱為通過分子篩選擇陽離子的順序。例如,13X分子篩的選擇順序為Ag+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2、NH+、K+、Au2+、Na+、Mg2+。以下參數(shù)通常用于表示交換結(jié)果:交換程度,即原始Na+中分子篩中Na+交換的百分比;交換容量是每100克分子篩交換的陽離子的毫克數(shù);交換效率,表明溶液中陽離子的交換分子篩上的質(zhì)量百分比。為了獲得合適的分子篩催化劑,將交換產(chǎn)物與其它組分配制成時尚,所述其它組分可以是其它催化活性組分,助催化劑,、稀釋劑或粘合劑等,并形成配制的材料,可以進(jìn)行催化劑的活化。
而沸石分子篩是指那些具有分子篩作用的天然及人工合成的晶態(tài)硅鋁酸鹽。沸石由于其特有的結(jié)構(gòu)和性能,已成為了一門獨立的學(xué)科,沸石分子篩的應(yīng)用已遍及石油化工、環(huán)保、生物工程、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工等領(lǐng)域。隨著國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展,沸石分子篩的應(yīng)用也越來越廣泛了,普遍得到受益??稍谛竽翗I(yè)生產(chǎn)上進(jìn)行應(yīng)用,因為分子篩獨特的機構(gòu)而擁有良好的吸附性功效和離子交換性能,很好的利用分子篩的載體,吸附接枝抗菌物質(zhì)制成飼料添加劑,可以增加抗菌劑的緩釋能力,提高抗菌劑利用效率,從而達(dá)到事半功倍的目的,同時,分子篩自身也具有一定的殺菌能力,能提高牲畜的抗病能力,且分子篩無毒無害,性能穩(wěn)定,不會被動物吸收。
而在醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)上也很好的進(jìn)行應(yīng)用,利用分子篩良好的吸附性能和分散性能,可以作為藥物的載體,對藥物中的有效 成分進(jìn)行吸附接枝,可以提高藥物的緩釋性能,增強藥效,延長藥物作用的時間,且 分子篩無毒無害,服用之后在人身體內(nèi)不發(fā)生吸收,對身體無毒副作用。還可以載入 特定病菌,有效地抑制細(xì)菌生長。沸石分子篩良好的離子交換性能可以吸附交換重金 屬離子,從而可以制備高度活性和耐久性的抗菌劑。