Concept et structure du tamis moléculaire.
I. Concept
Le tamis moléculaire est un composé aluminosilicate à réseau cubique. Les tamis moléculaires ont une structure microporeuse uniforme. Les diamètres de leurs pores sont uniformes. Ces pores peuvent adsorber des molécules plus petites que leur diamètre à l'intérieur des cavités des pores et ont une capacité d'adsorption préférentielle pour les molécules polaires et les molécules insaturées. Par conséquent, ils peuvent séparer des molécules avec différents degrés de polarité, de saturation, de tailles et de points d'ébullition. C'est-à-dire qu'ils ont la fonction de"tamisage"Les tamis moléculaires sont des molécules qui sont appelées tamis moléculaires. En raison de leurs avantages en termes de capacité d'adsorption élevée et de forte stabilité thermique que les autres adsorbants n'ont pas, les tamis moléculaires ont été largement utilisés.
II. Structure du tamis moléculaire
Au sens strict, les tamis moléculaires sont des silicates ou aluminosilicates cristallins. Ils sont formés de tétraèdres silicium-oxygène ou aluminium-oxygène reliés par des ponts oxygène pour former un système de pores et de cavités de tailles moléculaires (généralement de 0,3 à 2,0 nm), ayant ainsi la caractéristique de tamiser des molécules. Cependant, grâce à des recherches approfondies sur la synthèse et l'application des tamis moléculaires, les chercheurs ont découvert des tamis moléculaires à base d'aluminophosphate. De plus, les éléments de charpente (silicium, aluminium ou phosphore) des tamis moléculaires peuvent également être remplacés par B, Ga, Fe, Cr, Ge, Ti, V, Mn, Co, Zn, Be et Cu. Les tailles de leurs pores et cavités peuvent également atteindre plus de 2 nm. Par conséquent, les tamis moléculaires peuvent être divisés en tamis moléculaires silice-alumine, tamis moléculaires à base d'aluminophosphate et tamis moléculaires à hétéroatomes de charpente en fonction de leur composition en éléments de charpente. Selon la division de la taille des pores, les tamis moléculaires dont la taille des pores est inférieure à 2 nm, de 2 à 50 nm et supérieure à 50 nm sont respectivement appelés tamis moléculaires microporeux, mésoporeux et macroporeux. En raison de leurs diamètres de pores relativement importants, ils deviennent de bons supports pour les réactions de molécules de plus grande taille. Cependant, les parois des pores des matériaux mésoporeux sont amorphes, ce qui fait que leur stabilité hydrothermique et leur stabilité thermique ne sont toujours pas en mesure de répondre aux conditions difficiles requises pour les applications pétrochimiques.
Parce qu'ils contiennent des ions métalliques de valence inférieure et de rayons ioniques plus grands et de l'eau combinée, les molécules d'eau sont continuellement perdues après chauffage, mais la structure de la structure cristalline reste inchangée, formant de nombreuses cavités de la même taille. Les cavités sont reliées par de nombreux micropores de même diamètre. Ces minuscules pores ont des diamètres uniformes et peuvent adsorber des molécules plus petites que le diamètre des pores à l'intérieur des pores, tout en repoussant les molécules plus grandes que le diamètre des pores. Par conséquent, ils peuvent séparer des molécules de formes, de tailles, de degrés de polarité, de points d'ébullition et de niveaux de saturation différents. C'est-à-dire qu'ils ont la fonction de"tamisage"Les tamis moléculaires sont des molécules, c'est pourquoi on les appelle tamis moléculaires. À l'heure actuelle, les tamis moléculaires sont largement utilisés dans des industries telles que la métallurgie, l'industrie chimique, l'électronique, l'industrie pétrochimique et le gaz naturel.
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