Mécanisme de transition de phase liquide et bidirectionnel

Mécanisme de transition de phase liquide
Le mécanisme de transition en phase liquide a été proposé pour la première fois par Kerr et Ciric, presque en même temps que le mécanisme de transition en phase solide. Ils croient que la nucléation et la croissance des cristaux de tamis moléculaire de zéolite sont effectuées directement dans la solution, que le gel initial se dissout lentement dans la solution et que les ions aluminosilicate de l'espèce active sont générés, puis la condensation se produit, formant lentement les unités structurelles nécessaires pour des tamis moléculaires zéolitiques, puis à générer en outre des tamis moléculaires zéolitiques.
Tout d’abord, une fois les matières premières nécessaires aux tamis moléculaires zéolitiques mélangées, les principales espèces de silicate et d’aluminate polymérisent pour former un gel d’aluminosilicate initial. Ce gel d'aluminosilicate se forme rapidement dans des conditions de concentration élevée, il présente donc un degré élevé de désordre, mais ce gel d'aluminosilicate peut contenir certaines unités structurelles primaires, telles que des cycles à quatre chaînons, des cycles à six chaînons, etc. un équilibre de dissolution s'établit entre ce gel et la phase liquide. De plus, le produit de solubilité des ions aluminosilicate est étroitement lié à la structure et à la température du gel. Au fur et à mesure que la température de cristallisation change, un nouvel équilibre de gel et de solution s'établit entre ce gel et la phase liquide. Deuxièmement, l'augmentation de la concentration de polysilicate et d'aluminate dans la phase liquide conduit à la formation de noyaux cristallins, suivie de la croissance de cristaux de tamis moléculaire zéolitique. Au cours de la nucléation et de la croissance cristalline des tamis moléculaires zéolitiques, les ions polysilicate et aluminate présents dans la phase liquide sont consommés, provoquant la dissolution continue du gel de silice-alumine. Puisque la solubilité des cristaux de zéolite est inférieure à celle du gel amorphe, le résultat final est la dissolution complète du gel et la croissance complète des cristaux de tamis moléculaire de zéolite.
L'expérience de Zhdanov a montré que le taux de croissance des cristaux de tamis moléculaire de zéolite est étroitement lié à la concentration d'ions polysilicate et aluminate dans la phase liquide, et que la concentration de chaque composant dans la phase liquide change constamment au cours du processus de cristallisation. Ces résultats expérimentaux soutiennent le mécanisme de transition de phase liquide. La preuve la plus favorable du mécanisme de transition de phase liquide est la cristallisation directe de tamis moléculaires zéolitiques à partir de la phase liquide. Koizumi et coll. tamis moléculaires de zéolite directement synthétisés tels que SOD, GIS et FAU à partir de solutions clarifiées.
Mécanisme de transition en deux phases
Alors que les gens se demandaient encore si la cristallisation du tamis moléculaire de la zéolite se faisait par un mécanisme de transition en phase liquide ou par un mécanisme de transition en phase solide, les scientifiques ont proposé le mécanisme de transition en deux phases après les années 1980. Le mécanisme de transition à deux phases estime que la transition de phase liquide et la transition de phase solide existent simultanément dans le processus de cristallisation du tamis moléculaire zéolite, qui peut se produire dans deux systèmes de réaction de cristallisation séparément ou dans un système en même temps.
Gabelica et coll. ont confirmé l'existence du mécanisme de transition à deux phases à partir de leurs recherches sur la cristallisation du tamis moléculaire ZSM-5 et de la zéolite Na Y. Iton et coll. a appliqué pour la première fois la technologie de diffusion de neutrons aux petits angles pour étudier le processus de cristallisation du tamis moléculaire ZSM-5, et a découvert que la cristallisation du tamis moléculaire de zéolite ZSM-5 suivait différents mécanismes lors de l'utilisation de différentes sources de silicium. Par conséquent, on conclut que même si le même type de tamis moléculaire zéolitique est utilisé, son mécanisme de croissance est différent dans différentes conditions de cristallisation.