沸石分子篩的改性

沸石改性的絕大部分方法都與鋁硅酸鹽沸石有關(guān)。例如，一種常見的改性方法是沸石結(jié)構(gòu) 的離子交換。人工合成的沸石能常以鈉鹽得到，天然沸石以礦物的形式，其中含有鈉、鉀、鈣、鎂及其他陽離子。因此，有時(shí)需要將這些陽離子交換成其他離子，例如，在空氣氣氛中將鈉離子交換成銨根離子，可以得到酸性沸石。

鋁硅酸鹽沸石有時(shí)需要脫鋁。脫鋁過程可以是水熱處理、酸浸出以及在四氯化硅或六氟硅酸鹽的情況下200-300度熱處理。經(jīng)過上述處理可以得到高硅分子篩。脫鋁過程將鋁從沸石晶格中剝離出來，會(huì)產(chǎn)生介孔，因此可能導(dǎo)致沸石骨架部分坍塌。這些脫鋁分子篩具有不同的用處，例如催化。USY沸石在催化裂解方面具有廣泛的應(yīng)用。另外，疏水沸石，如DAY沸石（脫鋁沸石，鋁含量很低）對(duì)水中的有機(jī)物表現(xiàn)出很強(qiáng)的吸附能力。

在沸石的空穴內(nèi)嵌入分子，是一種非常有趣的沸石改性方法。在適當(dāng)?shù)娜芤褐?，中性分子通過適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢晕皆诜惺稀＿@一過程對(duì)小分子來說十分有效。在沸石中嵌入大分子可以在溶液中實(shí)現(xiàn)，這取決于分子的尺寸以及分子沸石孔道中的擴(kuò)散能力。例如，通過在正己烷溶液中吸附絡(luò)合物，可以使羰基銥吸附在沸石上。將RhCO2Cl2引入 NaY或酸性HY沸石籠中，在室溫并含水的條件下，經(jīng)1個(gè)大氣壓CO氛圍中處理，就可以得到銠中性團(tuán)簇。

然而，有時(shí)嵌入分子的尺寸大于沸石的孔道尺寸，例如，八面沸石中含有直徑為13埃的超籠，而進(jìn)入這些超籠的窗口尺寸約為7.4埃，大于7.4埃的分子利用傳統(tǒng)方法不能進(jìn)入。為克服這一困難，可以在沸石超籠中完成大分子的合成，此種方法稱為“瓶中造船”法。迄今為止，嵌入大分子的實(shí)例有四丁基取代酞菁鐵，全氟酞菁鐵，鈷銅，錳以及四硝基酞菁鐵。然而在嵌入硝基取代酞菁時(shí)，在沸石的外表面生成一種絡(luò)合物。使用卟啉配合體，四甲基卟啉錳和鐵被嵌入在Y沸石的超籠內(nèi)。

將過渡金屬絡(luò)合物嵌入分子篩內(nèi)部的另一種方法是：在預(yù)先成型的過度絡(luò)合物骨架上合成分子篩。為實(shí)現(xiàn)這一過程，絡(luò)合物在沸石合成環(huán)境中必須具有很好的穩(wěn)定性，同時(shí)在合成介質(zhì)中應(yīng)具備一定的溶解性。據(jù)報(bào)道，合成絲光沸石可以采用雙吡啶，戊腈或酞菁絡(luò)合物的凝膠。但絡(luò)合物并未實(shí)現(xiàn)在分子篩內(nèi)部的有效嵌入。據(jù)說，在X沸石中可能會(huì)實(shí)現(xiàn)我過渡金屬絡(luò)合物的均相嵌入。