Ո՞րն է ցեոլիտային մոլեկուլային մաղի սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը

Ո՞րն է ցեոլիտային մոլեկուլային մաղի սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը:

Սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը (SiO₂/ԱլՕ₃մոլային հարաբերակցությունը) ցեոլիտային մոլեկուլային մաղերի հիմնական կարգավորիչ պարամետր է, որն ուղղակիորեն ազդում է դրանց շրջանակի կայունության, թթվային տեղանքի բաշխման և ծակոտիների տոպոլոգիայի վրա: Եկեք ծանոթանանք սիլիցիումի տարբեր հարաբերակցությամբ ցեոլիտային մոլեկուլային մաղերի տիպի-բնութագրերին, կառուցվածքին-կատարողական հարաբերություններին, ինչպես նաև նավթաքիմիական, շրջակա միջավայրի պահպանության ոլորտում դրանց կիրառման համատեղելիությանը և այլն:

Սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցության սահմանումը

• Սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը վերաբերում է սիլիցիումի-թթվածնի քառաեդրոնի (SiO) մոլային կամ ատոմային հարաբերակցությանը (Si/Al)₄) ալյումինի-թթվածնի քառաեդրոնին (AlO₄) մոլեկուլային մաղի շրջանակում: Իսկ դրա արժեքը որոշում է շրջանակի լիցքի խտությունը և կատիոնների փոխհատուցման եղանակը։
• Ցածր սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցության մոլեկուլային մաղը շրջանակում ունի բարձր բացասական լիցքի խտություն և պահանջում է մեծ քանակությամբ կատիոնների փոխհատուցում: Սիլիցիումի ալյումինի բարձր հարաբերակցությամբ մոլեկուլային մաղի շրջանակում գերակշռում են ուժեղ Si-O-Si կապերը, և նրա տոպոլոգիական կառուցվածքը բարձր ջերմային կայուն է: Սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը կարգավորում է թթվի ուժը, ծակոտիների չափի բաշխումը և մոլեկուլային մաղի հիդրոֆոբությունը՝ այն դարձնելով այն հարմար արդյունաբերական տարբեր սցենարների համար:

Զեոլիտի մոլեկուլային մաղի դասակարգում

Սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցության կարգավորման մեխանիզմը

• Թթվայնության կարգավորում. ալյումինի ատոմները Brønsted թթվային տեղամասերի աղբյուրն են, և սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունն ուղղակիորեն ազդում է թթվի խտության և ուժի վրա. 40%: Ուժեղ թթվային տեղամասերի մասնաբաժինը սիլիցիումի ալյումինի բարձր հարաբերակցությամբ (օրինակ՝ ZSM-5-300) նվազում է՝ արգելակելով ջրածնի փոխանցման կողմնակի ռեակցիան, իսկ պրոպիլենի ընտրողականությունը մեծանում է մինչև 81,5%։
• Ծակոտիների կառուցվածքը և կլանման արդյունավետությունը. Երբ ZSM-22 մոլեկուլային մաղի սիլիցիումի հարաբերակցությունը մեծանում է 40-ից մինչև 130, ծակոտիների ծավալը սկզբում աճում է մինչև 0,25 սմ:³/գ և այնուհետև փոքրանում է մինչև 0,18 սմ³/g, because the framework shrinkage is aggravated under high silicon conditions. ZSM-5 molecular sieve with a silica alumina ratio of >100-ն ունի 41 մգ/գ կլանման կարողություն տոլուոլի համար, ինչը 70%-ով ավելի բարձր է, քան ZSM-5-ը՝ սիլիցիումի ալյումինի 38 հարաբերակցությամբ, քանի որ ուժեղացված հիդրոֆոբությունը նվազեցնում է ջրի մոլեկուլների մրցակցային կլանումը:
• Ջերմային կայունություն և հիդրոթերմային երկարակեցություն՝ ցածր-սիլիցիումի Y-տիպ (SiO₂/Ալ₂O₃=2) ենթարկվում է կմախքի փլուզմանը 660 աստիճանով, մինչդեռ բարձր-սիլիկոնի ZSM-5 (SiO)₂/Ալ₂O₃>30) կարող է դիմակայել մինչև 900 աստիճան ջերմաստիճանի: Երբ սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը Cu/SSZ-13 կատալիզատորում մեծանում է 6-ից մինչև 16, ՀԿԵ-ի ակտիվության պահպանման արագությունը բարձրանում է 45%-ից մինչև 85% հիդրոթերմալ մշակումից հետո 800 աստիճան/16 ժամում՝ պայմանավորված դելումինացիայի արագության նվազմամբ:

Silica Alumina Ratio Adaptation Strategy in Industrial Applications

• Հեղուկի կատալիտիկ ճեղքում (FCC). Երբ USY մոլեկուլային մաղի սիլիցիումի հարաբերակցությունը 6-8 է, կոքսի ընտրողականությունը նվազում է 2,5 տոկոսային կետով, իսկ թեթև յուղի ելքը մեծանում է 3%-ով:
• Մեթանոլ-օլեֆիններ (MTO). Երբ SAPO-34 մոլեկուլային մաղի սիլիցիումի հարաբերակցությունը 0,3-0,5 է, էթիլեն/պրոպիլեն ընտրողականությունը հասնում է 80%-ի: Սիլիցիումի ալյումինի չափազանց բարձր հարաբերակցությունը արագացնում է պոլիցիկլային անուշաբույր ածխաջրածինների ածխածնի նստեցումը և առաջացնում ապաակտիվացում:
• VOCs կլանումը. ZSM-5 մոլեկուլային մաղի կլանման հզորությունը 300 սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությամբ բենզոլային շարքի համար կազմում է 120 մգ/գ, իսկ ներթափանցման ժամանակը երկարաձգվում է մինչև 66 րոպե, ինչը ավելի լավ է, քան 40 մգ/գ ակտիվացված ածխածինը:
• NOx-ի հեռացում. Երբ Cu/LTA կատալիզատորի սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը 16-23 է, NOx-ի փոխակերպման արագությունը մնում է 90% 600 աստիճանով հիդրոթերմալ ծերացումից հետո, որն ունի և՛ բարձր ակտիվություն, և՛ երկարակեցություն:
• Դեղերի վերահսկվող արտազատում. Ցածր սիլիցիումի ալյումինի հարաբերակցությունը (1,5~2,0) տիպի A ցեոլիտային մոլեկուլային մաղում ապահովում է իբուպրոֆենի կայուն արտազատում ծակոտիների չափի կարգավորման միջոցով՝ 24 ժամ 95% արտազատման արագությամբ:
• CO₂գրավում. ամին-ֆունկցիոնալացված X տիպի ցեոլիտ մոլեկուլային մաղում (սիլիկ ալյումինի հարաբերակցությունը 2.5) պահպանում է CO₂խոնավ պայմաններում կլանման հզորությունը 12 wt% է, իսկ ջրակայունությունը 3 անգամ ավելացել է: