Якое суадносіны дыяксіду алюмінію ў малекулярным сіце цэаліту

Якое суадносіны дыяксіду алюмінія і малекулярнага сіты цэаліту?

Суадносіны аксіду крэмнія (SiO₂/AlO₃малярнае суадносіны) з'яўляецца ключавым нарматыўным параметрам для асноўных характарыстык цэалітавых малекулярных сіт, які непасрэдна ўплывае на стабільнасць іх каркаса, размеркаванне кіслотных цэнтраў і тапалогію пор. Давайце даведаемся пра тып-характарыстыкі, структуру-прадукцыйнасць цэалітавых малекулярных сіт з рознымі суадносінамі крэмнія-алюмінію, а таксама іх сумяшчальнасць прымянення ў нафтахіміі, ахове навакольнага асяроддзя і г.д.

Вызначэнне каэфіцыента дыяксіду алюмінія

• Каэфіцыент аксіду крэмнія адносіцца да малярнага суадносін або атамнага суадносін (Si/Al) крэмніева-кіслароднага тэтраэдра (SiO₄) да алюмініева-кіслароднага тэтраэдра (AlO₄) у рамках малекулярнага сіта. А яго значэнне вызначае і шчыльнасць зарада каркаса, і спосаб кампенсацыі катыёнаў.
• Малекулярнае сіта з нізкім суадносінамі аксіду крэмнія і алюмінію мае высокую шчыльнасць адмоўнага зарада ў каркасе і патрабуе вялікай колькасці кампенсацыі катыёнаў. У каркасе малекулярнага сіта з высокім каэфіцыентам аксіду крэмнія аксіду алюмінія пераважаюць трывалыя сувязі Si-O-Si, і яго тапалагічная структура вельмі тэрмічнаму ўстойлівая. Каэфіцыент аксіду крэмнія рэгулюе сілу кіслаты, размеркаванне пор па памерах і гідрафобнасць малекулярнага сіта, што робіць яго прыдатным для розных прамысловых сцэнарыяў.

Класіфікацыя цэалітавага малекулярнага сіта

Механізм рэгулявання суадносін аксіду крэмнія

• Рэгуляванне кіслотнасці: атамы алюмінія з'яўляюцца крыніцай кіслотных цэнтраў Брэнстэда, а каэфіцыент аксіду крэмнія напрамую ўплывае на шчыльнасць і трываласць кіслаты: калі каэфіцыент аксіду крэмнія павялічваецца з 20 да 150, агульная колькасць слабых кіслотных цэнтраў (дэсорбцыя пры 120 градусах) і моцных кіслот (дэсорбцыя пры 400 градусах) HZSM-5 памяншаецца на 40%. Доля моцных кіслотных цэнтраў у высокім суадносінах аксіду крэмнія (напрыклад, ZSM-5-300) памяншаецца, інгібіруючы пабочную рэакцыю пераносу вадароду, і селектыўнасць прапілену павялічваецца да 81,5%.
• Структура пор і характарыстыкі адсорбцыі: калі каэфіцыент аксіду крэмнія ў малекулярным сіце ZSM-22 павялічваецца з 40 да 130, аб'ём пор спачатку павялічваецца да 0,25 см.³/г, а затым скарачаецца да 0,18 см³/g, because the framework shrinkage is aggravated under high silicon conditions. ZSM-5 molecular sieve with a silica alumina ratio of >100 мае адсарбцыйную здольнасць 41 мг/г для талуолу, што на 70% вышэй, чым у ZSM-5 з каэфіцыентам аксіду крэмнія 38, таму што павышаная гідрафобнасць зніжае канкурэнтную адсорбцыю малекул вады.
• Тэрмастабільнасць і гідратэрмальная трываласць: нізкі-крэмній Y-тыпу (SiO₂/Ал₂O₃=2) падвяргаецца калапсу шкілета пры 660 градусах, у той час як высока-крэмній ZSM-5 (SiO₂/Ал₂O₃>30) можа вытрымліваць тэмпературу да 900 градусаў. Калі стаўленне аксіду крэмнія ў каталізатары Cu/SSZ-13 павялічваецца з 6 да 16, узровень захавання актыўнасці SCR павялічваецца з 45% да 85% пасля гідратэрмальнай апрацоўкі пры тэмпературы 800 градусаў /16 гадзін з-за зніжэння хуткасці дэалюминирования.

Стратэгія адаптацыі суадносін дыяксіду алюмінію ў прамысловых прымяненнях

• Флюідна-каталітычны крэкінг (FCC): калі каэфіцыент аксіду крэмнія ў малекулярным сіце USY складае 6-8, селектыўнасць коксу зніжаецца на 2,5 працэнтных пункта, а выхад светлай нафты павялічваецца на 3%.
• Метанол да алефінаў (MTO): калі суадносіны аксіду крэмнія ў малекулярным сіце SAPO-34 складае 0,3-0,5, селектыўнасць этылену/прапілену дасягае 80%. Занадта высокі каэфіцыент аксіду крэмнія паскарае адклад поліцыклічных араматычных вуглевадародаў і выклікае дэзактывацыю.
• Адсорбцыя лятучых арганічных злучэнняў: адсарбцыйная здольнасць малекулярнага сіта ZSM-5 з каэфіцыентам аксіду крэмнія 300 для серыі бензолу складае 120 мг/г, а час пранікнення павялічваецца да 66 хвілін, што лепш, чым у 40 мг/г актываванага вугалю.
• Выдаленне NOx: калі суадносіны аксіду крэмнія ў каталізатары Cu/LTA складае 16-23, каэфіцыент канверсіі NOx застаецца на ўзроўні 90% пасля гідратэрмальнага старэння пры тэмпературы 600 градусаў, што мае высокую актыўнасць і даўгавечнасць.
• Кантраляванае вылучэнне лекаў: нізкі каэфіцыент дыяксіду алюмінія (1,5~2,0) цэалітавыя малекулярныя сіты тыпу А забяспечваюць працяглае вызваленне ібупрофена праз рэгуляванне памеру пор з хуткасцю вызвалення 95% за 24 гадзіны.
• CO₂захоп: амін-функцыяналізаванае цэалітавае малекулярнае сіта тыпу X (каэфіцыент аксіду крэмнія 2,5) падтрымлівае CO₂адсорбцыйная здольнасць 12 мас.% у вільготных умовах, а яго вадаўстойлівасць павышана ў 3 разы.