其實(shí)在2001年科學(xué)家在英國《自然》雜志上報(bào)告說,他們發(fā)現(xiàn)一種稱為鈦硅酸鹽ETS-4的物質(zhì)能夠作為良好的分子篩。當(dāng)溫度升高時(shí),ETS-4會逐漸脫水,微孔的尺寸隨之減小。利用這種方法,可以在3到4埃(1埃等于十億分之一米)的范圍內(nèi)精細(xì)地調(diào)整微孔尺寸。 科學(xué)家說,一些常見分子如氮?dú)?、甲烷、氧氣、氬氣和水分子等尺寸都?至4埃左右,彼此大小相差無幾,用ETS-4制作的分子篩可以有效地將它們分開。 研究人員已經(jīng)嘗試用ETS-4從氮?dú)夂图淄榛旌衔镏袑⒌獨(dú)獾暮坑?8%降到5%以下,并在分離氬氣與氧氣、氮?dú)馀c氧氣的實(shí)驗(yàn)中也取得了成功。據(jù)認(rèn)為這一技術(shù)將有重要的商業(yè)應(yīng)用前景。
有水熱合成、水熱轉(zhuǎn)化和離子交換等法:
?、佟∷疅岷铣煞ā∮糜谥迫〖兌容^高的產(chǎn)品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水?分子篩玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當(dāng)比例混合,在熱壓釜中加熱一定時(shí)間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示:
工業(yè)生產(chǎn)流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。
② 水熱轉(zhuǎn)化法 在過量堿存在時(shí),使固態(tài)鋁硅酸鹽水熱轉(zhuǎn)化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產(chǎn)品純度不及水熱合成法。
離子交換法 通常在水溶液中將Na-分子篩轉(zhuǎn)變?yōu)楹兴桕栯x子的分子篩,通式如下:
式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽離子,例如NH嬃、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常為?中空玻璃分子篩氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質(zhì)的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對陽離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序?yàn)锳g+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH嬃、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數(shù)表示交換結(jié)果:交換度,即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分?jǐn)?shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當(dāng)量數(shù);交換效率,表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時(shí)尚需將交換所得產(chǎn)物與其他組分調(diào)配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調(diào)配好的物料經(jīng)成型即可進(jìn)行催化劑的活化。
再生:
1、脫除水分:視再生氣的壓力、溫度、含水量而定。一般情況下,200~350℃干燥氣體在0.3~0.5Kg/平方厘米壓力下,通過分子篩床層3~4小時(shí),使出口溫度到110~180℃,冷卻。
2、脫有機(jī)物:用水蒸氣代替有機(jī)物,然后脫除水份。
儲存:
室溫,相對濕度不大于90%的室內(nèi):避免水、酸、堿、隔絕空氣,密閉保存。
包裝:
30Kg密封鋼桶 、150Kg密封鋼桶,130Kg密封鋼桶(條狀)。
長期以來,國際分子篩廠商憑借在分子篩研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)以及資金優(yōu)勢,通過兼并重組,逐漸形成了對分子篩行業(yè)的寡頭壟斷,主導(dǎo)著全球分子篩的市場,攫取高額利潤。
我國分子篩行業(yè)起步較晚,一直扮演追趕者角色。20世紀(jì)50、60年代,我國開始了分子篩研究,合成了A型、X型、Y型等分子篩,開始進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn),隨后我國陸續(xù)在上海、大連、河南等地建廠,主要用于生產(chǎn)分子篩吸附劑和脫水脫氧用分子篩。20世紀(jì)80年代,金陵石化、吉林大學(xué)、中科院大連化學(xué)物理研究所等單位開始研發(fā)和工業(yè)化生產(chǎn)分子篩催化劑。