從60-70年代中期開始對天然沸石特性進(jìn)行深入研究。在Zeolite應(yīng)用的各種例子中,提到正鏈烷烴的排放和凈化、烴的催化反應(yīng)、放射性同位素的提取、獲得催化劑載體、酶的釋放和污染大氣的雜質(zhì)的去除就足夠了。 研究人員對這種鋁硅酸鹽的興趣與沸石的獨特性質(zhì)有關(guān):極高的吸附能力、催化作用、熱穩(wěn)定性和在不同化學(xué)環(huán)境中的耐受性。其相對簡單以及相對較低的成本規(guī)定了大規(guī)模應(yīng)用的顯著可用性。
研究結(jié)果表明,哈薩克斯坦Shankhanai油田的沸石凝灰?guī)r中含有高達(dá)70%的板狀主要產(chǎn)品,其中二氧化硅和氧化鋁的比例很高(片沸石-斜發(fā)沸石)。其棕紅色表明存在細(xì)小的氧化鐵。
已知在用酸處理天然礦物吸附劑的過程中,它們的孔結(jié)構(gòu)發(fā)展。因此,我們測試了用鹽酸對天然沸石進(jìn)行酸處理的不同方法。從該過程的環(huán)境友好性(廢溶液純化和再生的簡單性)的角度來看,HCl被用作吸附劑處理的改性酸,因為稀鹽酸的廢物更容易凈化浸出產(chǎn)物和中和。
沸石的多孔晶體作為對分子篩效應(yīng)及其通道表面性質(zhì)具有高度特異性的吸附劑引起了極大的興趣。吸附特性與精細(xì)的晶體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生大的吸附體積(八面沸石高達(dá)0.54cm?3?/g)有關(guān),其幾何形狀決定了分子篩的性質(zhì)。受體中心(陽離子,路易斯酸中心)的存在牢固地保持電子供體或OH-基團(tuán),強結(jié)合堿(布朗斯臺德中心),導(dǎo)致吸附分子與吸附劑的強烈相互作用。
根據(jù)這些分子的性質(zhì),它們與沸石之間可能會發(fā)生各種類型的相互作用。沸石相對于這種吸附物分子的特異性是由不同類型的相互作用能的值決定的。在異極吸附劑的情況下,吸附物分子的極化通過其靜電場發(fā)生。能夠與具有外圍偶極子(水、乙醚)、大四極子和π電子鍵(氮、烯烴、苯)的陽離子進(jìn)行特定相互作用的分子對沸石的高吸附能是沸石的典型特征。分散吸引力的能量對過程的特殊性做出了決定性的貢獻(xiàn)。對于沸石,能量的普遍存在可能是由于氧框架原子的吸附物分子的密集環(huán)境。
所以,天然沸石中的硅鋁比可以通過對晶體進(jìn)行化學(xué)處理來提高,從而從框架中去除部分鋁。因此,脫鋁可以在其特征結(jié)構(gòu)特征沒有顯著變化的情況下發(fā)生。其中一個簡單的選擇是用酸溶液處理晶體。這種化學(xué)作用的結(jié)果是人為地增加了吸附量和有效孔隙尺寸。
對天然和改性吸附劑吸附活性的研究,可以證實礦物酸堿性質(zhì)在提取過程中的決定性作用,以及多孔結(jié)構(gòu)對有機物吸附的影響。化合物(丙酮、甲苯、乙酸)和無機離子(有色金屬離子)。天然沸石的組成和熱穩(wěn)定性的物理化學(xué)研究允許確定Si/Al的比例為3:8,具有高熱穩(wěn)定性,并找到酸活化沸石的最佳條件,目的是進(jìn)一步改性樣品與環(huán)氧樹脂和胺試劑。結(jié)果表明,根據(jù)吸附物的性質(zhì)和吸附劑的類型,可以選擇合適的天然沸石活化模式作為各種有機溶劑、水和乙酸的蒸氣吸附研究的結(jié)果。