バルクゼオライトモレキュラーシーブ

バルクゼオライトモレキュラーシーブゼオライトモレキュラーシーブは、一般的な無機膜材料の固有の物理化学特性を有する規則的な微孔構造を有するアルミノケイ酸塩結晶の一種であり、さらに優れているのは、均一な規則的で、特定の空間方向を有する結晶細孔システム及び可変な骨格Si/Al比などの特性がゼオライトモレキュラーシーブ膜に篩分、選択機能特性及び可変な膜の表面特性を与え、分子レベルでの高効率分離及び膜触媒反応の一体化を実現する優れた多孔質膜材料となる。

ゼオライトモレキュラーシーブ膜中の物質移動機構は主に表面拡散と活性化拡散である。表面拡散には、分離体相からゼオライト分子孔表面に最初に分子が進入し、表面上と孔に吸着し、表面と孔に吸着した分子は化学ポテンシャルの勾配下で、1つの吸着点から空孔または別の吸着点に遷移し、膜の透過側で透過相に脱着拡散する吸着と拡散過程が含まれる。活性化拡散は分子と膜材料表面の吸着作用が弱く、体相分子が孔に入った後、直接孔の中で拡散する過程である。そのため、ゼオライトモレキュラーシーブ膜の分離選択性は分子吸着と拡散の違いによって異なり、ゼオライト膜材料の表面特性、細孔構造と分子の特性、例えば大きさと極性は膜の分離性能を決定した。一方、ゼオライト膜を支持する有効分離層は、多結晶層であるため、多結晶層の厚さ、連続性、多結晶ギャップ、配向などのミクロ構造がゼオライト膜の分離効果を決定する根本的な要素である。他の膜材料と同様に、高性能ゼオライト膜開発の重要な任務は分離系の分子特性に基づいて膜材料の設計と膜のミクロ構造の制御を行うことにある。

バルクゼオライトモレキュラーシーブモレキュラーシーブ吸着は物理現象である。モレキュラーシーブ孔隙率は非常に高く、内表面積は大きく、内正孔は体積の50%前後を占めている。モレキュラーシーブ吸着剤の吸着性能の決定要素はそれ自体の構造であり、その他に異なるケイ素アルミニウム比、異なる平衡陽イオン、異なる孔と細孔構造及びモレキュラーシーブの成形、活性化などはモレキュラーシーブ吸着剤の吸着性能に影響を与える。その吸着作用は主に2点に現れた：分子の幾何寸法、形状によって吸着を選択し、分子の極性、不飽和度及び分極率によって吸着を選択する。

分子篩は種類が豊富で、分子篩は非常に高い表面積と吸着容量、吸着性質が親水性から疎水性、酸性またはその他の活性中心まで制御され、強度と濃度が調整され、細孔規則で細孔径の大きさがちょうど多数分子のサイズ範囲内、陽イオンの交換性、などの特徴があるため、吸着分離技術の開発に多くの選択可能な空間をもたらした。吸着プロセスは非常に複雑なプロセスであり、吸着材料の性能は決定的な役割を果たしている。モレキュラーシーブ吸着機構が比較的に複雑なモレキュラーシーブの孔構造と孔環境は吸着性能に顕著な影響を与え、多くの吸着過程は両者の作用が重なった結果であるため、一方でモレキュラーシーブ吸着機構の研究を強化し、工業応用と選択に理論的支持を提供するのに大いに役立つ。一方、モレキュラーシーブ構造と組成を強化するためのカスタマイズされた研究作業は、安価でプロセスが簡単な新型モレキュラーシーブ材料合成技術を開発することが依然として重要な研究方向である。