Виды и структура - KNT Group
Главная   /   Полезная информация   /   Виды и структура

Виды и структура

В настоящее время известно 34 природных и более 100 разновидностей синтетических цеолитов (молекулярных сит - сорбентов), однако практическое значение имеют пока только несколько типов. Дело в том, что одни цеолиты после дегидратации оказываются пронизанными системой очень узких, не сообщающихся друг с другом каналов, диффузия по которым затруднена из-за структурных нарушений. Другие цеолиты – в результате дегидратации претерпевают такие изменения в каркасе и в характере локализации катионов, что их структура частично разрушается, а сам процесс дегидратации становится необратимым. Между тем в качестве молекулярного сита можно использовать такой цеолит, структура которого после полной дегидратации должна оставаться незатронутой.

Синтетические цеолиты (молекулярные сита - сорбенты) более пригодны для исследований и значительно лучше соответствуют требованиям промышленности из-за высокой однородности и чистоты. Эти требования особенно важны там, где необходима высокая степень воспроизводимости результатов (например, промышленные процессы разделения) и где даже незначительные количества примесей могут вызвать нежелательные эффекты (например, влияние, обычно содержащегося в минералах железа на процесс гетерогенного катализа).

Характеристика и классификация сложных алюмосиликатов, таких, как цеолиты (молекулярные сита), затруднена из-за отсутствия определенной системы химической номенклатуры. Если пользоваться правилами ИЮПАК, то за основу следует брать состав элементарной ячейки. Номенклатура такого типа громоздка и требует знания состава элементарной ячейки, что не всегда возможно (например, цеолит природный анальцим Na16 (AlO2)16 (SiO2)32 • 16H2O следовало бы назвать 16-водным 16-алюмо-32-силикатом натрия).

Поэтому в настоящее время используются следующие способы обозначения цеолитов:

  1. Синтетический цеолит (молекулярное сито) обозначают теми буквами, которые ввел первый (по праву приоритета) исследователь: например цеолит A, цеолит K-G, цеолит ZK-5 и так далее.
  2. Эти символы используют для обозначения той модификации цеолитов, которая получается при синтезе. В частности буква A означает, что речь идет о синтетическом цеолите состава Na16 (AlO2)16 (SiO2)32 • 16H2O (молекулярное сито типа 4А), полученном из системы Na2O, Al2O3, SiO2, H2O. Формула отражает типичный состав цеолита. Кроме того, применяются обозначения "цеолит типа A", "цеолит типа X" и так далее.
  3. Иногда синтетические цеолиты (молекулярные сита) обозначают по названиям соответствующего природного минерала, например "цеолит типа анальцима", "цеолит типа морденита".
  4. Различные катионные формы, получаемые методом ионного обмена, могут также иметь особые обозначения. Например, кальциевая форма цеолита A (молекулярное сито типа 5А) сокращенно обозначается цеолит CaA (либо molecular sieve type 5A). Однако наличие дефиса между Ca и A, то есть цеолит Ca-A, указывает на совсем другой цеолит.

 

Цеолит A

Цеолит A содержит два типа пустот: малые (расположены в альфа-полостях и доступны только для небольших молекул воды) и большие (расположены в бета-полостях доступны для газов типа аргон, кислород и азот). Свободный объем, приходящийся на элементарную ячейку цеолита, равен 926А3.
Цеолит типа A
(NaA, CaA, KA)

 

ЦеолитАдсорбатt, CVp, см³/гV'p,А³/э. я.
Цеолит Na12(A) •24H2O H2O 25 0,289 842
  C2O -75 0,252 725
  O2 -183 0,213 612
Цеолит Ca6(A) •30H2O H2O 25 0,305 885
  O2 -183 0,242 700
  Ar -183 0,261 738
  N2 -196 0,297 857
  n-Бутан 25 0,226 655

 

Цеолит X

Для данного типа цеолита объем пор, определенный по воде, составляет 7908 А ³ на элементарную ячейку. Большинство адсорбатов, кроме воды заполняют только большие полости цеолита (молекулярного сита). Общий объем пор, определенный для больших полостей по адсорбции аргона или кислорода, составляет 6700 А³ на элементарную ячейку. Около 1200 А³ объема (150 А³ на каждую из восьми бета-полостей ) элементарной ячейки доступно только для молекулы воды. Объем каждой большой 26-гранной пустоты в цеолите X равен 822 А³. Свободный объем, приходящийся на элементарную ячейку цеолита, равен 7832 А³ (для воды 7908 А³).		 Цеолит типа X
(NaX, CaX)



Свободный объем в цеолите NaX (Si/Al = 1,25).

Адсорбатt,CVp, см³/гЧисло молекул в расчете на э. я.
H2O 25 0,36 265
C2O -78 0,33 120
Ar -183 0,30 140
Kr -183 0,27 116
Xe -78 0,25 74
O2 -183 0,31 149
N2 -196 0,35 134
n-Пентан 25 0,30 34
Неопентан 25 0,26 29
2,2,4-Триметилпентан 25 0,27 22
Бензол 25 0,30 45
(C4H9)3N 25 0,29 16,4



Свободный объем в цеолите NaX (Si/Al = 1,33).

УглеводородT, KVp, см³/гЧисло молекул в расчете на э. я.
n-Пентан 298 0,311 35,8
Изопентан 298 0,309 34,8
n-Гексан 298 0,309 31,3
n-Гептан 298 0,311 28,3
n-Октан 313 0,308 24,4
Изооктан 298 0,282 22,7
Бензол 303 0,295 43,3
Толуол 313 0,301 36,8
Циклопентан 303 0,334 45,1
Циклогексан 313 0,268 33,0

Информация

Продукция