沸石轉輪中沸石吸附劑的(de)製造與選取
沸(fèi)石轉輪(lún)中吸附劑(jì)的製造方法分為五個步驟:(1)將(jiāng)沸石和粘結劑混合(hé)均勻;(2)凝膠化;(3)成型;(4)幹燥;(5)煆燒。
首先(xiān)以二氧化矽為(wéi)粘結劑,將沸(fèi)石和二氧化矽混合均勻,然後緩慢加入配製好的堿性溶(róng)液(yè)(NaOH),此時慢慢形成膠體,然後用(yòng)攪拌機攪拌揉成麵團,再放入擠壓成型(xíng)機中製成空心圓柱形沸石吸附劑。將製備好的吸附劑先放入烘(hōng)箱中除濕,然後在450下煆燒4小(xiǎo)時,製得沸石吸附劑。
沸石吸附劑的(de)選擇(zé)
沸石是(shì)一種(zhǒng)多孔結晶固體(tǐ),具有分子大小的孔道,也稱為分子篩。其主要結構是由矽八麵(miàn)體(SiO4)組(zǔ)成(chéng)的三維空間晶體。在沸(fèi)石結構中,部分矽可以被三價鋁同晶取代,因此整個結(jié)構(gòu)由二氧化矽和(hé)四氧化矽與堿金屬、堿土金屬或稀土(tǔ)金屬(shǔ)組成(chéng)的矽鋁酸鹽晶體結構組成。該結構的基本單元是以矽或(huò)鋁為中心,其中SiO4和AlO4為四麵(miàn)體,以多種規則排列方式相互結合,四角共用氧原子。由於它們(men)不同的堆積方法,形成了各種沸(fèi)石。當矽被三價鋁取代(dài)時,不平衡(héng)的電價可以用一(yī)價或二(èr)價陽離子來平衡,主要是鈣、鎂、鉀、鈉。沸石的矽鋁比不應小於1,但沒有上限。高矽(guī)鋁比沸(fèi)石具有疏水性,其吸附性能與普通含鋁沸石有(yǒu)很大不同。它們對水和(hé)其他極性分(fèn)子的親和力非常低。因(yīn)此,通(tōng)過選擇合適的矽鋁比、孔結構和(hé)陽離子形式,可以生產出各種不同吸(xī)附性能的沸(fèi)石。
從(cóng)結構上看,ZSM-5的矽(guī)鋁比可由12變(biàn)為純矽矽質岩(yán)。當矽鋁比由1變為時,熱穩定(dìng)性(xìng)增加(jiā),表(biǎo)麵性質由親水性(xìng)變為(wéi)疏水性(xìng),酸中心強度增加但酸量減少。
與其他吸附劑相比(bǐ),沸石由於其晶體結(jié)構而具有均勻(yún)的孔徑,並且(qiě)這些(xiē)孔具有較大的內表(biǎo)麵積,可以吸收和儲存大量分子。沸石也是離(lí)子(zǐ)吸附劑,可以根據不(bú)同的分子大小和極性進行選擇(zé)性吸附。
ZSM沸石由一(yī)係列富含(hán)矽質岩的沸石組成,其結構如下:兩個五元環單元形成(chéng)單層結構,然(rán)後(hòu)單層按不(bú)同的順序堆疊(dié),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(jìng)約為6?沸石。其典型的矽鋁比在30左右,但可能變化很大。它的特(tè)點是(shì)熱穩(wěn)定(dìng)性和(hé)水熱穩定性高,並具有許多(duō)催化性能。此外,它還可以(yǐ)用來吸附廢氣或廢水中的有機物。