【《Na-X和Na-A分子筛的结构、性质及应用研究文献综述》2100字】

Na-X和Na-A分子筛的结构、性质及应用研究文献综述1.1Na-X分子筛的结构、性质及应用Na-X分子筛是具有立方晶系的硅酸盐化合物，具有八面沸石（FAU型）骨架结构，其结构如图1-3所示，其结构包含两种笼结构：β笼（方钠石笼）和FAU超笼，内径约为7Å的β笼通过共享双六元环排列在外，内径约为8Å的12元环构成内径约为13Å的FAU超笼位于其中，其晶胞分子式为Na86Al86Si106O384，空间群为Fd-3m，晶格参数a=b=c=2.5028nm，α=β=γ=90°[1]，其每个结构单元均由192个Si(Al)O4四面体结构组成。Na-X分子筛孔径较大，约为0.74nm，比表面积较大部分分子筛大，约为600m2/g，孔道容量大，孔道中具有很大的内比表面积，Na-X分子筛的结构能够为吸附及催化提供更快速的晶内扩散，能够很好的提高其吸附性能[12,31]，因此广泛应用与气体和金属离子的吸附。(a)骨架示意图[9](b)沿[110]视图的孔结构[1]图1X型分子筛模型图Fig.1-3ModeldiagramofzeoliteX周永贤等人[32]以α-Al2O3陶瓷管为支撑体，3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）作为表面改性剂，采用真空溶胶预涂覆以及水热法，在其上负载13X分子筛，产品可以将氮气或乙烯气体中痕量的二甲醚、甲醇、丙醛深度脱除，效果良好。张春秀等人[33]在α-Al2O3陶瓷管表面制备了13X分子筛涂层，并且优化了合成条件，制得均匀性和交联性最佳的13X分子筛涂层来脱除丹参提取液中的重金属铅和镉，脱除率分别为86.7%和44.2%，并且13X分子筛不吸附丹参提取液中的有效成分，说明13X分子筛在脱除重金属领域有很好的效果。在中国，大约70%的氯乙烯是在活性炭负载HgCl2的催化剂上进行乙炔盐酸化生产的，但是催化剂中汞会大量流失，从而限制这类催化剂的使用寿命，更严重的是会对人体健康及环境产生威胁，因此非汞催化剂对乙炔盐酸化具有重要意义。Song等人[34]使用13X分子筛在320℃高温下对乙炔进行盐酸化使其转化为氯乙烯，乙炔转化率达98.5%，同时13X分子筛对氯乙烯选择性超过93.37%，远高于ZSM-5、γ-Al2O3和SiO2等催化剂，为乙炔催化转化成氯乙烯提出了新的思路。于元浩[35]使用NaOH、NH3、CH3COOH和HCl浸渍法改性13X分子筛，其中使用6.0mol·L-1HCl浸渍时间24h改性后的分子筛对苯乙烯的动态饱和吸附量为57.2mg·g-1，与未改性分子筛（动态饱和吸附量为17.0mg·g-1）相比有很大的提高，可以对不饱和聚酯生产加工产生的苯乙烯有机废物进行吸附。张亚光等人[36]使用稀土对13X进行改性，制备的La/Ce13X分子筛能够将起始浓度为0.2mg/g的模拟油脱除至0.01mg/g，吸附剂经过氮气气氛300℃焙烧2h后，有较好的再生能力。图1-4常见分子筛的孔道尺寸及常见气体分子直径[37]Fig.1-4Theporesizeofcommonmolecularsievesandthediameterofcommongasmolecules1.2Na-A分子筛的结构、性质及应用Na-A分子筛时具有立方晶系的硅酸盐化合物，属于LTA型，其结构如图1-5所示，其结构包含两种笼结构：β笼和α笼，其结构由β笼通过共享双四元环连接在外，从而形成了一个大的α笼在中间，其晶胞通式为Na12[(Al2O3)12(SiO2)12]·27H2O，空间点群为Pm-3m，晶格参数为a=b=c=11.9190Å，α=β=γ=90°[1]。Na-A分子筛具有四面体原子构成的孔道，四面体之间以氧原子相连接，其孔道尺寸为4.1Å4.1Å，故Na-A分子筛也被称为4A分子筛。Na-A分子筛的三维结构中的负电荷给予了其很多特殊性质，如一些分子可以在巨大的内部孔道中被吸附，并且其较高的比表面积使得其与阳离子有更多的接触空间[18]，所以被广泛的应用于洗涤剂和吸附剂。(a)骨架示意图(b)沿[100]视图的孔结构图1-5A型分子筛模型图[1]Fig.1-5ModeldiagramofzeoliteANa-A型分子筛已经广泛应用于我们的生活中，在商业中，Na-A型分子筛主要用作洗衣粉的添加剂，气体的吸附剂，除此之外，还在工业上用于石油精炼、乙醇脱水、催化等领域[38]。由于Na-A分子筛具有均匀的孔径和高的阳离子交换容量，使其能广泛用于工业吸附领域，作吸附剂可以用来去除污水中的NH4+、PO43-、有机污染物和部分重金属离子，也用作催化领域、作催化剂载体和阳离子交换材料等[39]。Khodadadi等[40]制备出一种新型的磁性Na-A型分子筛，并研究了其在水溶液中对重金属Pb2+离子和Cu2+离子的吸附能力，探究了Na-A分子筛吸附重金属离子的最佳条件，并通过模拟预测吸附试验主要的影响因素及这些因素之间的相互作用。Zhang等[41]通过逐步氧化还原法来制备出负载K2O的Na-A型分子筛，用它来充当乙醇和丙烯酸乙酯之间迈克尔加成反应的固体催化剂。与其他催化剂相比，制备出的K2O/Na-A型分子筛固体催化剂在迈克尔加成反应中显现出了更高的催化活性，在四个催化周期内是可用的，且没有明显的活性损失。参考文献 [1]/(Retrievedon28April2020).MenadK,FeddagA.JuhnaT.Copper(II)–HumicAcidAdsorptionProcessUsingMicroporous-ZeoliteNa-X[J].JournalofInorganicandOrganometallicPolymersandMaterials,2019,29:1-16.YangT,HanCY,LiuH,etal.SynthesisofNa-Xzeolitefromlowaluminumcoalflyash:CharacterizationandhighefficientAs(V)removal[J].AdvancedPowderTechnology,2019,30(1):199-206.CampoMC,BaptistaMC,RibeiroAM,etal.GasphaseSMBforpropane/propyleneseparationusingenhanced13Xzeolitebeads[J].Adsorption-journalofTheInternationalAdsorptionSociety,2014,20(1):61-75.CampoMC,RibeiroAM,FerreiraAF,etal.New13Xzeoliteforpropylene/propaneseparationbyvacuumswingadsorption[J].SeparationandPurificationTechnology,2013,103:60-70.BabajideO,MusyokaN,PetrikL,etal.NovelzeoliteNa-Xsynthesizedfromflyashasaheterogeneouscatalystinbiodieselproduction[J].CatalysisToday,2012:190(1):54–60.BallavN,BiswasM.Aconductivecompositeofpolythiophenewith13X-zeolite[J].MaterialsScienceandEngineeringB-advancedFunctionalSolid-stateMaterials,2006,129(1):270-272.WangRZ,XuSZ,ZhuJ,etal.Performancecharacterizationsandthermodynamicanalysisofmagnesiumsulfate-impregnatedzeolite13Xandactivatedaluminacompositesorbentsforthermalenergystorage[J].Energy,2019,167(Jan.15):889-901.AmakoY,NakanoT,KawanoR,etal.Insulatingstateandmetallicphasetransitionofheavilysodium-dopedlow-silicaX(LSX)zeolites(ConferencePaper)[J].Thejournalofphysicsandchemistryofsolids,2012,73(12):1538-1541.TomaszewskaB,KmiecikE,WtorK,etal.Useofnumericalmodellinginthepredictionofmembranescaling.Reactionbetweenantiscalantsandfeedwater[J].Desalination,2018,427:27-34.JhaB,SinghDN.Basicsofzeolites,FlyAshZeolites[M].SpringerSingapore,2016,5–31.HollerH,WrischingU.Zeoliteformationfromflyash[J].FortschritteDermIneralogie,1985,63(1):21-27.TomeczekJ,PalugniokH.Kineticsofmineralmattertransformationduringcoalcombustion[J].Fuel,2002,81(10):1251-1258.SarkarA,RanoR,MishraKK,etal.ParticlesizedistributionprofileofsomeIndianflyash:acomparativestudytoassesstheirpossibleuses[J].FuelProcessingTechnology,2005,86(11):1221-1238.CuiX,ZhangX,ChenS,etal.SynthesisofZeolite4AfromCoalFlyAsh.JournalofTaiyuanUniversityofTechnology,