眾所周知,沸石是多孔的鋁硅酸鹽,也是重要的催化劑和吸附劑,但人們對它們的合成機(jī)理還了解甚少,如何可預(yù)測地合成設(shè)定結(jié)構(gòu)的沸石更是沸石合成中的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。以前人們合成沸石都是借助于無機(jī)的或有機(jī)的模板,但最終產(chǎn)品很可能就不具有所期望的性能。而合成沸石是人工合成的無機(jī)離子交換劑,可用于水的軟化、海水脫鹽和純水制造等。
硅鋁沸石因其具備有序的微孔結(jié)構(gòu)、較大的比表面積、較高的熱和水熱穩(wěn)定性、骨架酸中心、可交換的陽離子等優(yōu)異性能而被廣泛應(yīng)用在石油化工等方面,它也是工業(yè)上應(yīng)用最多的催化劑之一。傳統(tǒng)的沸石合成一般是在水熱條件下進(jìn)行的。通常需要使用大量的水,這樣在工業(yè)上會帶來一系列問題:
(1)由于沸石是在堿性條件下合成,大量用水必然會帶來大量的含堿廢水,污染環(huán)境,并且消耗大量的水資源;
(2)沸石通常是在 100-220°C 的高溫區(qū)間水熱合成,大量用水會形成很高的自生壓,因此工業(yè)上需要使用高壓反應(yīng)釜,這增加了設(shè)備成本,同時也增加了安全隱患;
(3)大量水的使用會造成固體產(chǎn)率降低,導(dǎo)致生產(chǎn)容器的效率低下。因此如果能夠不使用溶劑(水)來合成沸石,可以同時解決環(huán)境、安全以及效率的問題,是一條夢寐以求的綠色路線。
它具有很多可貴的獨(dú)特性能:有序的原子結(jié)構(gòu),頗大的吸附能力以及優(yōu)異的催化活性,因此它在科研與生產(chǎn)上具有重耍的使用價值。有碳酸鈉、苛性鉀、長石、高嶺石等混合并熔融后制得的具有不規(guī)則結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。因其功能與天然沸石相似,故稱人造沸石,也叫合成沸石。它是一種人工合成的無機(jī)離子交換劑,用于水的軟化、海水脫鹽和純水制造等。