กลไกการเปลี่ยนสถานะของเหลวและแบบสองทิศทาง

กลไกการเปลี่ยนสถานะของเหลว
กลไกการเปลี่ยนสถานะของเหลวถูกเสนอครั้งแรกโดยเคอร์และซีริก เกือบจะในเวลาเดียวกันกับกลไกการเปลี่ยนสถานะของแข็ง พวกเขาเชื่อว่าการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของผลึกตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์จะดำเนินการโดยตรงในสารละลาย เจลเริ่มต้นจะค่อยๆละลายลงในสารละลาย และไอออนอะลูมิโนซิลิเกตชนิดที่ใช้งานอยู่จะถูกสร้างขึ้น จากนั้นเกิดการควบแน่น ค่อยๆ สร้างหน่วยโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับ ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ จากนั้นจึงสร้างตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์เพิ่มเติม
ขั้นแรก หลังจากผสมวัตถุดิบที่จำเป็นสำหรับตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์แล้ว ซิลิเกตและอะลูมิเนตชนิดหลักจะเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอร์เพื่อสร้างเจลอะลูมิโนซิลิเกตเริ่มต้น เจลอะลูมิโนซิลิเกตนี้เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วภายใต้สภาวะที่มีความเข้มข้นสูง ดังนั้นจึงมีความผิดปกติในระดับสูง แต่เจลอะลูมิโนซิลิเกตนี้อาจมีหน่วยโครงสร้างหลักบางอย่าง เช่น วงแหวนสี่สมาชิก วงแหวนหกสมาชิก เป็นต้น ในเวลาเดียวกัน ความสมดุลของการละลายจะเกิดขึ้นระหว่างเจลนี้กับเฟสของเหลว นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ความสามารถในการละลายของไอออนอะลูมิโนซิลิเกตมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับโครงสร้างและอุณหภูมิของเจล เมื่ออุณหภูมิในการตกผลึกเปลี่ยนแปลงไป สมดุลเจลและสารละลายใหม่จะถูกสร้างขึ้นระหว่างเจลนี้กับเฟสของเหลว ประการที่สอง การเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของโพลีซิลิเกตและอะลูมิเนตในสถานะของเหลวทำให้เกิดการก่อตัวของนิวเคลียสของผลึก ตามมาด้วยการเติบโตของผลึกตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ ในระหว่างการเกิดนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของผลึกของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ ไอออนโพลีซิลิเกตและอะลูมิเนตในเฟสของเหลวจะถูกใช้ไป ทำให้เกิดการละลายอย่างต่อเนื่องของซิลิกา-อลูมินาเจล เนื่องจากความสามารถในการละลายของผลึกซีโอไลต์น้อยกว่าเจลอสัณฐาน ผลลัพธ์สุดท้ายคือการละลายเจลอย่างสมบูรณ์และการเติบโตอย่างสมบูรณ์ของผลึกตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์
การทดลองของ Zhdanov แสดงให้เห็นว่าอัตราการเติบโตของผลึกตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความเข้มข้นของไอออนโพลีซิลิเกตและอะลูมิเนตในสถานะของเหลว และความเข้มข้นของส่วนประกอบแต่ละส่วนในสถานะของเหลวจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาในระหว่างกระบวนการตกผลึก ผลการทดลองเหล่านี้สนับสนุนกลไกการเปลี่ยนสถานะของเหลว ข้อพิสูจน์ที่ดีที่สุดเกี่ยวกับกลไกการเปลี่ยนสถานะของเหลวคือการตกผลึกโดยตรงของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์จากเฟสของเหลว โคอิซึมิ และคณะ ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์สังเคราะห์โดยตรง เช่น SOD, GIS และ FAU จากสารละลายที่ทำให้กระจ่าง
กลไกการเปลี่ยนผ่านสองเฟส
เมื่อผู้คนยังคงถกเถียงกันว่าการตกผลึกของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์นั้นเกิดขึ้นผ่านกลไกการเปลี่ยนสถานะของเหลวหรือกลไกการเปลี่ยนสถานะของแข็ง นักวิทยาศาสตร์ได้เสนอกลไกการเปลี่ยนผ่านสองเฟสหลังทศวรรษ 1980 กลไกการเปลี่ยนผ่านแบบสองเฟสเชื่อว่าการเปลี่ยนสถานะของเหลวและการเปลี่ยนสถานะของแข็งมีอยู่พร้อมกันในกระบวนการตกผลึกของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในระบบปฏิกิริยาการตกผลึกสองระบบแยกกันหรือในระบบเดียวในเวลาเดียวกัน
กาเบลิกาและคณะ ยืนยันการมีอยู่ของกลไกการเปลี่ยนผ่านสองเฟสจากการวิจัยของพวกเขาเกี่ยวกับการตกผลึกของตะแกรงโมเลกุล ZSM-5 และซีโอไลต์ Na Y อิตันและคณะ ขั้นแรกใช้เทคโนโลยีการกระเจิงนิวตรอนมุมเล็กเพื่อศึกษากระบวนการตกผลึกของตะแกรงโมเลกุล ZSM-5 และพบว่าการตกผลึกของตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ ZSM-5 เป็นไปตามกลไกที่แตกต่างกันเมื่อใช้แหล่งซิลิคอนที่แตกต่างกัน ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าแม้ว่าจะใช้ตะแกรงโมเลกุลซีโอไลต์ชนิดเดียวกัน แต่กลไกการเจริญเติบโตของมันจะแตกต่างกันไปภายใต้สภาวะการตกผลึกที่แตกต่างกัน