Was sind die Konzepte und Grundinformationen von Molekularsieben?

Molekularsiebe sind kristalline Silikate oder Alumosilikate, die aus Silizium-Sauerstoff-Tetraedern oder Aluminium-Sauerstoff-Tetraedern bestehen, die durch Sauerstoffbrückenbindungen verbunden sind.
Das Poren- und Hohlraumsystem hat eine Molekülgröße (normalerweise {{0}},3–2,0 nm), die die Eigenschaften von Siebmolekülen aufweist. Mit der Vertiefung der Forschung zur Synthese und Anwendung von Molekularsieben haben Forscher jedoch Phosphoaluminat-Molekularsiebe entdeckt, und die Gerüstelemente (Silizium, Aluminium oder Phosphor) von Molekularsieben können auch aus B, Ga, Fe, Cr, zusammengesetzt sein. Ge, Ti, V, Mn, Co, Zn, Be und Cu werden substituiert, wobei die Größe der Poren und Hohlräume auch mehr als 2 nm erreichen kann. Daher können Molekularsiebe entsprechend der Zusammensetzung der Skelettelemente in Silizium-Aluminium-Molekularsiebe, Phosphor-Aluminium-Molekularsiebe und Gerüst-Heteroatom-Molekularsiebe unterteilt werden. ; Je nach Porengröße werden Molekularsiebe mit Porengrößen von weniger als 2 nm, 2–50 nm und mehr als 50 nm als mikroporöse, mesoporöse bzw. makroporöse Molekularsiebe bezeichnet. Aufgrund seiner größeren Porengröße wird es zu einem guten Träger für größere molekulare Reaktionen. Allerdings sind die Porenwände mesoporöser Materialien amorph, sodass ihre hydrothermale Stabilität und thermische Stabilität den rauen Bedingungen, die für petrochemische Anwendungen erforderlich sind, nicht standhalten können. .
Da es Metallionen und gebundenes Wasser mit niedrigem Strompreis und großem Ionenradius enthält, gehen nach dem Erhitzen kontinuierlich Wassermoleküle verloren, aber die Kristallskelettstruktur bleibt unverändert und bildet viele Hohlräume gleicher Größe, und die Hohlräume haben viele Durchmesser. Die gleichen Mikroporen sind miteinander verbunden. Diese winzigen Poren haben einheitliche Durchmesser und können Moleküle, die kleiner als der Porendurchmesser sind, in das Innere der Poren adsorbieren, während Moleküle, die größer als die Poren sind, ausgeschlossen werden. Daher können Moleküle mit unterschiedlichen Formen und Durchmessern in die Poren aufgenommen werden. Die Trennung von Molekülen mit unterschiedlichem Polaritätsgrad, unterschiedlichem Siedepunkt und unterschiedlichem Sättigungsgrad hat die Funktion, Moleküle zu „sieben“, weshalb sie als Molekularsieb bezeichnet wird. Gegenwärtig werden Molekularsiebe häufig in der Metallurgie, der chemischen Industrie, der Elektronik, der petrochemischen Industrie, der Erdgasindustrie und anderen Industrien eingesetzt.