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数秒超高速合成沸石技术成功研发

    据了解,自然界已发现的沸石有80多种,较常见的有方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等,都以含钙、钠为主。工业上常将其作为分子筛,以净化或分离混合成分的物质,如气体分离、石油净化、处理工业污染等。这是一分快3常见的沸石存在形式。今日,日本东京大学11月29日宣布,开发出了沸石超高速合成技术,该技术可将以前需要数小时到数天的沸石合成时间缩短至数秒。

    新技术称之为“二液混合型流通合成系统”,该系统以工业利用价值高的MFI型沸石为对象,急速加热事先熟化至即将结晶水平的合成原料混合液。MFI型沸石一般在150℃左右的温度下经大约12小时形成结晶,而此次研究发现,在260℃下只需约6秒即可合成。

    沸石是结晶性多孔质硅酸铝的总称,被广泛用于催化剂、离子交换材料、吸附材料等。工业上使用的沸石通常用批量生产式高压釜在100~200℃下经数小时到数天的水热处理来合成。合成沸石具有独特的结晶构造、细孔径、表面电场、吸附分离能、离子交换能、固体酸性等物理化学特性,故作为功能性物质被作为吸附剂、分子筛、离子交换剂、催化剂使用。也叫分子筛。

    东京大学的研究小组以前一直在推进相关研究,通过在油浴器中急速加热导热性出色的金属管来缩短沸石的合成时间。在这一过程中研究小组发现,只要在有机结构导向剂遇热变性(分解)前在超高温条件下形成结晶,便可在短时间内合成沸石。以前在改进反应容器的形状及外部加热方式后,达到规定的合成温度要花费大约3分钟,终完成合成需要约10分钟。研究小组认为,只要解决这一问题,便可进一步缩短合成时间,因此开发了此次的二液混合型流通合成系统。

    今后东京大学打算进一步提高合成速度并向FAU、MOR、CHA等类型的其他沸石推广该技术。这里要特别提到的是,此次实验成功的主要因素之一在于,必须要使反应混合物熟化至即将开始结晶的水平。今后只要能在不必做这种前处理的情况下直接投放原料来合成沸石,就有望为简单地生产沸石。





 

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