疏水性沸石分子筛和其在二氧化碳控制技术中的应用.pdfVIP

第31 卷第3 期 应　用　化　工 ol.31 No.3 2002年 6月 　　　　　　　　　　　　　　　　Applied Chemical Industry 　　　　　　　　　　　　　　　　 Jun 2002 疏水性沸石分子筛及其在二氧化碳 控制技术中的应用 黄　燕 (岳阳师范学院化学 , 湖南 岳阳414000) 摘　要:介绍了疏水性沸石的疏水机理、制作方法、特性以及应用于二氧化碳控制技术中的特点。通过与空间 站环控生保 统中传统的四床分子筛二氧化碳控制技术的对比, 对以疏水性沸石为核心的两床分子筛 统 的特性进行了分析, 探讨了这一技术的发展前景与研究方向。 关键词:沸石分子筛;疏水性;二氧化碳去除;空间站 中图分类号:R 852.82 　　文献标识码:A　　文章编号:1671-3206(2002)03-0012-04 　　常用的沸石分子筛是一种人工合成的不溶性铝 要提高沸石分子筛的疏水性, 就要降低结晶中 硅酸盐,它的晶体结构属立方晶 , 由SiO4 和AlO4 铝的含量, 提高SiO2/Al2O3 的比例。图1是SiO2/ [1] Al O 的摩尔比与吸水特性的关 , 图1 中的关 四面体结构单元所组成 。这类铝硅酸盐中硅氧 2 3 比为1∶2,符合于最简单式SiO 。 由于在格架中有 清楚表明,吸水量随结晶中铝的含量的减少而显著 2 3+ 4+ 减少。疏水沸石结晶骨架中,没有铝原子, 只有硅与 Al 离子代替了Si 离子, 格架就带负电荷, 为平 衡AlO 四面体的负电荷,在格架的空隙中必须存在 氧原子。硅与氧原子的键距为 1.6 •, 离子半径各 4 补偿电荷的阳离子存在, 这些阳离子便成为极性点, 为0.40 及 1.40, 因此, 吸附微孔被氧原子所包围。 使沸石分子筛具有亲水特性。 这种Si-O-Si 键中的氧原子并不呈碱性, 也不形 成氢键。从而微孔表面无极性, 表现出疏水特性。 本文对疏水性沸石的制作方法、特性以及在航 天环控生保中的应用研究进行介绍。 1　疏水性沸石分子筛的制法[2,3] 可通过直接合成法或以高硅沸石分子筛为材 料,采用各种方法降低其铝的含量。 1.1　直接合成法 这一方法的要点在沸石的水热合成时添加有机 矿化剂。在一般的沸石合成中, SiO2/Al2O3、OH/ SiO 、H O/SiO 及无机碱的种类与比例决定水热合 2 2 2 成的组成,但在疏水性沸石的合成中所用的碱, 不仅 是无机盐,而且有如