जिओलाइट आणविक छलनी का सिलिका एल्युमिना अनुपात क्या है?
सिलिका एल्यूमिना अनुपात (SiO2/अलओ3मोलर अनुपात) जिओलाइट आणविक छलनी के मुख्य प्रदर्शन के लिए एक प्रमुख नियामक पैरामीटर है, जो सीधे उनके ढांचे की स्थिरता, एसिड साइट वितरण और छिद्र टोपोलॉजी को प्रभावित करता है। आइए अलग-अलग सिलिकॉन {{3}एल्यूमीनियम अनुपातों के साथ जिओलाइट आणविक छलनी के प्रकार, विशेषताओं, संरचना, प्रदर्शन संबंधों के साथ-साथ पेट्रोकेमिकल, पर्यावरण संरक्षण आदि में उनकी अनुप्रयोग अनुकूलता के बारे में जानें।
सिलिका एल्युमिना अनुपात की परिभाषा
- सिलिका एल्यूमिना अनुपात सिलिकॉन के मोलर अनुपात या परमाणु अनुपात (Si/Al) को संदर्भित करता है {{0}ऑक्सीजन टेट्राहेड्रोन (SiO)4) एल्युमीनियम से -ऑक्सीजन टेट्राहेड्रोन (AlO4) आणविक चलनी ढांचे में। और इसका मूल्य ढांचे के चार्ज घनत्व और कटियन मुआवजे के तरीके को निर्धारित करता है।
- कम सिलिका एल्यूमिना अनुपात आणविक छलनी में ढांचे में एक उच्च नकारात्मक चार्ज घनत्व होता है, और बड़ी मात्रा में धनायन मुआवजे की आवश्यकता होती है। उच्च सिलिका एल्यूमिना अनुपात आणविक छलनी के ढांचे में मजबूत Si {{1}O -Si बांड का प्रभुत्व है, और इसकी टोपोलॉजिकल संरचना अत्यधिक थर्मल स्थिर है। सिलिका एल्यूमिना अनुपात आणविक छलनी की एसिड ताकत, छिद्र आकार वितरण और हाइड्रोफोबिसिटी को नियंत्रित करता है, जो इसे विभिन्न औद्योगिक परिदृश्यों के लिए उपयुक्त बनाता है।
जिओलाइट आणविक छलनी का वर्गीकरण
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कक्षा |
सिलिका एल्युमिना अनुपात |
प्रकार |
रूपरेखा |
विशेषताएँ |
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निम्न सी/अल |
1.0~2.0 |
A |
एलटीए |
मजबूत ध्रुवीय सोखना, गहरा सूखना |
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मध्यम-निम्न Si/Al |
2.0~3.0 |
X |
एफएयू |
मैक्रोपोरस सोखना, गैस पृथक्करण |
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मध्यम-उच्च सी/अल |
3.0~12.0 |
Y |
एफएयू/एमओआर |
कैटेलिटिक क्रैकिंग, एसिड कैटेलिसिस |
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उच्च सी/अल |
>12.0 |
ZSM-5, USY, बीटा |
एमएफआई/बीईए |
आकार चयनात्मक कटैलिसीस, उच्च तापमान या हाइड्रोथर्मल प्रतिरोध |
सिलिका एल्यूमिना अनुपात का विनियमन तंत्र
- अम्लता विनियमन: एल्यूमीनियम परमाणु ब्रोंस्टेड एसिड साइटों का स्रोत हैं, और सिलिका एल्यूमिना अनुपात सीधे एसिड घनत्व और ताकत को प्रभावित करता है: जब सिलिका एल्यूमिना अनुपात 20 से 150 तक बढ़ जाता है, तो HZSM-5 के कमजोर एसिड साइटों (120 डिग्री पर अवशोषण) और मजबूत एसिड साइटों (400 डिग्री पर अवशोषण) की कुल मात्रा 40% कम हो जाती है। उच्च सिलिका एल्यूमिना अनुपात (जैसे ZSM-5-300) में मजबूत एसिड साइटों का अनुपात कम हो जाता है, जिससे हाइड्रोजन स्थानांतरण पक्ष प्रतिक्रिया बाधित हो जाती है, और प्रोपलीन चयनात्मकता 81.5% तक बढ़ जाती है।
- छिद्र संरचना और सोखना प्रदर्शन: जब ZSM-22 आणविक छलनी का सिलिका एल्यूमिना अनुपात 40 से बढ़कर 130 हो जाता है, तो छिद्र की मात्रा पहले 0.25 सेमी तक बढ़ जाती है3/g और फिर 0.18 सेमी तक सिकुड़ जाता है3/g, because the framework shrinkage is aggravated under high silicon conditions. ZSM-5 molecular sieve with a silica alumina ratio of >100 में टोल्यूनि के लिए 41 mg/g की सोखने की क्षमता है, जो 38 के सिलिका एल्यूमिना अनुपात के साथ ZSM-5 की तुलना में 70% अधिक है, क्योंकि बढ़ी हुई हाइड्रोफोबिसिटी पानी के अणुओं के प्रतिस्पर्धी सोखने को कम कर देती है।
- थर्मल स्थिरता और हाइड्रोथर्मल स्थायित्व: कम {{0}सिलिकॉन वाई - प्रकार (SiO2/अल2O3=2) 660 डिग्री पर कंकाल पतन से गुजरता है, जबकि उच्च -सिलिकॉन ZSM-5 (SiO)2/अल2O3>30) 900 डिग्री तक तापमान झेल सकता है। जब Cu/SSZ-13 उत्प्रेरक में सिलिका एल्यूमिना अनुपात 6 से बढ़कर 16 हो जाता है, तो डीलुमिनेशन दर में कमी के कारण, 800 डिग्री/16 घंटे पर हाइड्रोथर्मल उपचार के बाद एससीआर गतिविधि प्रतिधारण दर 45% से बढ़कर 85% हो जाती है।
औद्योगिक अनुप्रयोगों में सिलिका एल्यूमिना अनुपात अनुकूलन रणनीति
- द्रव उत्प्रेरक क्रैकिंग (एफसीसी): जब यूएसवाई आणविक छलनी का सिलिका एल्यूमिना अनुपात 6-8 होता है, तो कोक चयनात्मकता 2.5 प्रतिशत अंक कम हो जाती है और हल्के तेल की उपज 3% बढ़ जाती है।
- मेथनॉल से ओलेफिन (एमटीओ): जब एसएपीओ-34 आणविक छलनी का सिलिका एल्यूमिना अनुपात 0.3-0.5 होता है, तो एथिलीन/प्रोपलीन चयनात्मकता 80% तक पहुंच जाती है। बहुत अधिक सिलिका एल्यूमिना अनुपात पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन के कार्बन जमाव को तेज करता है और निष्क्रियता का कारण बनता है।
- वीओसी सोखना: बेंजीन श्रृंखला के लिए 300 के सिलिका एल्यूमिना अनुपात के साथ ZSM-5 आणविक छलनी की सोखने की क्षमता 120 मिलीग्राम/ग्राम है, और प्रवेश का समय 66 मिनट तक बढ़ाया गया है, जो सक्रिय कार्बन के 40 मिलीग्राम/ग्राम से बेहतर है।
- NOx निष्कासन: जब Cu/LTA उत्प्रेरक का सिलिका एल्यूमिना अनुपात 16-23 होता है, तो 600 डिग्री पर हाइड्रोथर्मल उम्र बढ़ने के बाद NOx रूपांतरण दर 90% पर रहती है, जिसमें उच्च गतिविधि और स्थायित्व दोनों होते हैं।
- नियंत्रित दवा रिलीज: कम सिलिका एल्यूमिना अनुपात (1.5 ~ 2.0) प्रकार ए जिओलाइट आणविक छलनी 95% की 24 घंटे की रिलीज दर के साथ, छिद्र आकार विनियमन के माध्यम से इबुप्रोफेन की निरंतर रिलीज प्राप्त करती है।
- सीओ2कैप्चर: अमीन - कार्यात्मक प्रकार एक्स जिओलाइट आणविक छलनी (सिलिका एल्यूमिना अनुपात 2.5) एक सीओ बनाए रखता है2आर्द्र परिस्थितियों में सोखने की क्षमता 12 wt% है, और इसका जल प्रतिरोध 3 गुना बढ़ जाता है।
