Estructura y características de los tamices moleculares.

Los tamices moleculares son silicatos o aluminosilicatos cristalinos, formados por tetraedros de silicio-oxígeno o tetraedros de aluminio-oxígeno

conectados por puentes de oxígeno. El sistema de poros y cavidades tiene un tamaño molecular (generalmente de 0,3 a 2,0 nm), que tiene las

características de moléculas de detección. Sin embargo, con la profundización de la investigación sobre la síntesis y aplicación de tamices moleculares,

los investigadores han descubierto tamices moleculares de fosfoaluminato, y los elementos estructurales (silicio, aluminio o fósforo) de los tamices

moleculares también pueden estar compuestos de B, Ga, Fe, Cr, Se sustituyen Ge, Ti, V, Mn, Co, Zn, Be y Cu, y el tamaño de los poros y cavidades

también puede alcanzar más de 2 nm. Por lo tanto, los tamices moleculares se pueden dividir en tamices moleculares de silicio-aluminio y fósforo-.

tamices moleculares de aluminio y tamices moleculares de heteroátomos estructurales según la composición de los elementos del esqueleto.

Según el tamaño de los poros, los tamices moleculares con tamaños de poros inferiores a 2 nm, 2-50 nm y superiores a 50 nm se denominan

moleculares microporosos, mesoporosos y macroporosos. tamices respectivamente. Debido a su mayor tamaño de poro, se convierte en un

buen portador para reacciones moleculares de mayor tamaño. Sin embargo, las paredes de los poros de los materiales mesoporosos son amorfas,

por lo que su estabilidad hidrotermal y estabilidad térmica no pueden cumplir con las duras condiciones requeridas para las aplicaciones petroquímicas.

Los tamices moleculares contienen iones metálicos y agua combinada con baja valencia electrónica y gran radio iónico. Las moléculas de agua se pierden

continuamente después del calentamiento, pero la estructura del esqueleto cristalino permanece sin cambios, formando muchas cavidades del mismo

tamaño y hay muchas cavidades con los microporos. Estos pequeños poros tienen diámetros uniformes y pueden adsorber moléculas más pequeñas que

el diámetro de los poros en el interior de los poros, excluyendo moléculas más grandes que los poros. Por lo tanto, se pueden absorber moléculas con

diferentes formas y diámetros. con diferentes grados de polaridad, se separan moléculas con diferentes puntos de ebullición y moléculas con diferentes

grados de saturación, lo que tiene la función de "tamizar" las moléculas, por eso se llama tamiz molecular. En la actualidad, los tamices moleculares se

utilizan ampliamente en la metalurgia, la industria química, la electrónica, la industria petroquímica, el gas natural y otras industrias.

Existen dos tipos de tamices moleculares: zeolitas naturales y zeolitas sintéticas.

① Las zeolitas naturales se forman principalmente por la reacción de toba volcánica y roca sedimentaria tobácea en un ambiente marino o lacustre.

En la actualidad, se han descubierto más de 1.000 tipos de minerales de zeolita, 35 de los cuales son los más importantes: clinoptilolita, mordenita,

erionita y chabazita. Se distribuye principalmente en Estados Unidos, Japón, Francia y otros países. También se han encontrado una gran cantidad de

depósitos de mordenita y clinoptilolita. En China, Japón es el país con mayor cantidad de minería de zeolita natural y tamices moleculares.

② Dado que las zeolitas naturales están limitadas por los recursos, las zeolitas sintéticas se han utilizado ampliamente desde la década de 1950.

Los tamices moleculares comerciales suelen utilizar números de prefijo para clasificar los tamices moleculares con diferentes estructuras cristalinas,

como los tamices moleculares tipo 3A, tipo 4A y tipo 5A. El tipo 4A es el tipo A en la tabla, con un diámetro de poro de 4 Å. El tamiz molecular de

tipo A que contiene Na+ se registra como Na-A. Si Na+ se reemplaza por K+, el tamaño de poro es de aproximadamente 3 Å, que es un tamiz

molecular de tipo 3A si se reemplaza más de 1/3 de Na+ en Na-A; Ca2+, el tamaño de poro es de aproximadamente 5 Å, que es un tamiz molecular tipo 5A.