Цеолиты как ионные сита

Если цеолит обладает свойствами ионного сита <табл. 12), число ионов, способных к обмену, увеличивается, если структура цеолита становится более открытой, как это имеет место при переходе от ультрамарина к фоязиту причем последний может захватывать не только более тяжелые катионы щелочных металлов, но также большие органические катионы п катионы двухвалентных металлов, которые плохо обмениваются в более плотных структурах. У фоязита степень обмена щелочноземельных элементов уменьшается в таком порядке Ва +>5г2 > [c.68]

Цеолиты могут выполнять роль ионных сит, если диаметры их каналов слишком малы, чтобы катионы могли пройти через них, или если катионы достаточно велики, чтобы некоторое количество их, соответствующее числу обменных мест, могло удержаться во внутренних полостях цеолитов. В других случаях цеолит проявляет свойства полупроницаемой мембраны и для определенных пар ионов может быть достигнуто очень хорошее разделение. [c.68]

Осуществлено отделение на синтетическом цеолите, ультрамарине, обладающем свойством ионного сита, через которое проходят лишь ионы с малым ионным радиусом 1,4 А) [73]. При пропускании водного раствора Ас и продуктов его распада через колонку, наполненную ультрамарином, в ней остаются Ас , ТЙ , Ро , РЬ и В1 . Изотопы Рг , Т1 и На не поглощаются ультрамарином. Рл может периодически вымываться с колонки вследствие распада Ас . [c.284]

Цеолиты представляют собой группу встречающихся в природе силикатов с очень рыхлыми трехмерными остовами А1—51—О, имеющими отрицательный заряд. В промежутках размещается переменное количество молекул воды и необходимое количество катионов. Структура настолько рыхлая, что легко происходит обмен ионов при пропускании жесткой воды через цеолит (пермутит), содержащий ионы натрия, ионы кальция жесткой коды замещаются на ионы натрия из цеолита, и вода умягчается. При дегидратации цеолитов некоторых типов (природных и искусственных) остов А1—51—0 не сжимается и получающееся твердое тело может быть использовано в качестве молекулярного сита. В структуру цеолита могут входить небольшие молекулы самых различных типов (НаО, ЫНз, газообразные углеводороды и т. д.). Таким путем, подбирая подходящие молекулярные сита, можно разделить смеси газов по размерам молекул. Молекулярные сита являются также очень эффективными осушителями для газов и органических жидкостей. [c.266]

Природа катиона в цеолите оказывает большое влияиие на хроматографические свойства молекулярных сит и на разделение внутри данного углеродного числа. Изменяя содержание тех или иных ионов в молекулярном сите, можно изменять в довольно широких пределах время удерживания углеводородов [16]. Этот факт имеет большое значение для аналитической практики. [c.87]

Как видно из рисунка, только для н-пентана ца силикагеле или синтетических цеолитовых соединениях (молекулярных ситах), содержащих ион кобальта, значения 0(Н2) расположены выше пунктирной линии, выходящей из начала координат и соответствующей ожидаемому (Нг) в случае отсутствия каких-либо эффектов передачи энергии. Найденные величины (Нг) свидетельствуют о протекании процесса передачи энергии от твердого тела к пентану. В цеолите, содержащем только ионы натрия, (/(Нг) по существу не зависит от электронной доли адсорбированного пентана, что может указывать на существование [c.311]

Размер свободного прохода 12-членных окон зависит от ионной формы цеолита. В натриевой форме, т. е. в цеолите 13Х, 12-членные окна имеют свободный проход 8—9 А, в кальциевой форме, т. е. цеолите 10Х — 7 А. Благодаря большому размеру входных окон основной сорбционный объем молекулярных сит 10Х 0 13Х доступен для большинства обычных углеводородов. [c.189]

Размеры входных окон адсорбционных полостей цеолитов в значительной степени зависят от размеров обменных катионов, размещенных в непосредственной близости от этих окон. Так, при обмене иона натрия на калиевый ион размер окна в адсорбционную полость цеолита типа NaA уменьшается примерно на 0.7A. Калиевый цеолит именуется молекулярным ситом ЗА. [c.87]

В группе каркасных минералов большой интерес представляют цеолиты ( вскипающие камни ). Эти структуры содержат очень крупные рыхлые каркасы [(51,А1)02] , в каналах и полостях которых обычно располагаются ионы щелочных и щелочноземельных металлов, а также мол-екулы воды. Слабо удерживаемые в цеолите частицы могут заменяться другими при помещении цеолитов в соответствующие растворы. На этом основано их применение для умягчения воды. Обезвоженные цеолиты способны поглощать воду или другие вещества, молекулы которых по размерам отвечают сечению каналов цеолита. В связи с этим они известны в технике как молекулярные сита . [c.119]

При замещении в цеолите А иона натрия на ион калия получается калиевая форма молекулярного сита. По ряду данных для этого цеолита диаметр входа в полость близок к 3 А°, что определяет его избирательную сорбционную способность по парам воды. В этой связи было интересно изучить влияние иона калия на кинетические свойства цеолитов. [c.92]

Основой теории строения силикатов является представление о кислотных радикалах, тетраэдрических агрегатах типа (5104) и (А104) . Основные элементы структуры сочетаются с образованием структурных скелетов, с которыми соединены положительные ионы натрия, калия, магния, кальция и др. Восемь тетраэдров образуют куб, 12 тетраэдров — гексагональную призму, а 24 тетраэдра — кубооктаэдр. Внедрение этих крупных структурных групп в кристаллическую решетку приводит к образованию структур с очень большим объемом пор молекулярных размеров даже при введении дополнительных ионов металлов остается много места для поглощения значительного количества молекул. От химического состава цеолита и зависит объем внутренних пор, например, 1 г шабазита имеет 3-10 полостей. Наибольшая длина поперечного сечения полости составляет 1,14 нм, а диаметр окна — около 0,5 нм. Каждая внутренняя полость обезвоженного шабазита может поглотить 24 молекулы воды. Молекулы поглощаемого вещества и ионы, способные к обмену, находятся внутри пор цеолитов. Структура цеолитов обеспечивает протекание обратимых процессов гидратации, дегидратации и ионного обмена. Удаление воды повышает активность цеолита, но изменяет его кристаллическую решетку. Потерянную воду цеолит адсорбирует вместо воды цеолит может поглотить другие, подходящие по размерам молекулы. Изменение основных характеристик цеолитов достигается изменением структуры скелета и ионов металлов. Например, эффективный диаметр пор в ситах типа 5А на 0,1 нм больше, чем в цеолитах 4А. При замене натрия на калий размеры пор уменьшаются. И в других цеолитах размер пор можно менять с помощью ионного обмена. Так, в цеолите 13Х заменой натрия на кальций можно получить поры диаметром 0,9 нм вместо 1 нм. [c.258]

Цеолиты широко используются в промышленности как молекулярные сита. Цеолит типа А, разработанный фирмой Union arbide , оказался особенно удачным в этом отношении, так как эффективный размер его пор можно легко менять с помощью ионного обмена. Этот цеолит получают в виде пористых кристаллов с порами диаметром около 3, 4 или 5 А —в зависимости от того, в какой ионообменной форме он находится (К, Na или Са). Эффективным размерам пор большинства алюмосиликатных цеолитов посвящено много работ, но лишь в немногих из них обсуждаются способы изменения этих размеров. [c.359]

Крекинг. Эффективный диаметр молекулярных сит можно изменить, заменив одни ионообменные катионы на другие. Так, например, замещение катионов натрия в цеолите NaA на ионы кальция приводит к увеличению диаметра пор от 4 до 5 A. В результате цеолит СаА поглощает нормальные углеводороды, но не способен адсорбировать разветвленные парафины, даже такие, как юобутан. Впервые селективный крекинг н-парафинов в присутствии разветвленных изомеров был описан в работе [3]. Эта чрезвычайно интересная реакция, в результате которой на обычных кислотных катализаторах крекингу подвергаются в первую очередь разветвленные парафины, положена в основу промышленного молекулярно-ситового каталитического процесса. [c.301]

Так, например, замена ионов натрия на кальций изменяет более открытые сита NaX на менее открытые — типы СаХ и наоборот, такая замена в цеолите типа А превращает менее открытую форму сита Линде 4А в более открытую форму сита 5А. Для цеолита типа А при замене натрия на одновалентные катионы с большим ионным радиусом, например, на калий, диаметр входных окон в структуре цеолита уменьшается, в связи с тем, что большой геометрический объем калия сужает свободные проходы канала по той же причине замена двух ионов натрия на один двухвалентный кальций, к тому же имеющий меньигий ионный радиус, диаметр окон несколько увеличивается. В структуре X наблюдается более сложная картина по-видимому, в результате иного расположения ионов кальция в каналах, диаметр входных окон, наоборот, несколько уменьшается. [c.69]

Цеолиты — каркасные алюмосиликаты общей формулы (А1 с+2у51г02ж + 12,+2г) Н2О. Они характеризуются рыхлой структурой с щирокими каналами, что позволяет им обменивать находящиеся в полостях рещетки катионы металлов и молекулы воды (рис. 14.2). И натуральные, и синтетические цеолиты широко применяют в качестве катионообменников, а отдельные цеолиты — как молекулярные сита, если полностью удалить адсорбированную в их полостях воду. Различные незаряженные молекулы типа СО2, NHз и др. могут селективно адсорбироваться в полостях цеолитов. Цеолиты также могут выступать в качестве кислотных катализаторов. Они могут быть кислотами Бренстеда, если подвижные катионы (вроде Ма+) обмениваются на ионы водорода при промывке цеолита кислыми растворами. Если цеолит нагреть, вода может покинуть [c.469]

Имеются данные о поведении и устойчивости некоторых неорганических ионитов в расплавах солей. Ионный обмен в расплавах ЫКОз, МаЫОз и КМОз изучался на цеолитах шабазите, цеолите МаА [191, с. 781], довольно подробно изучено поведение фосфата циркония в расплавах Ь1М0з, КНОз, ЫаЫОз [255]. Показано, что термостойкими в расплавах солей шелочных металлов являются солевые формы фосфата циркония (устойчивы до 400— 500°С). Для водородной формы выше 160 °С характерны конденсация и снижение ионообменной емкости. В качестве ионитов и молекулярных сит в расплавах солей изучено поведение фосфата [255—257], фосфата и арсената [258] циркония, шелочно-борат-ные стекла [127, с. 83 259]. [c.201]

Области промышленного применения молекулярных сит в адсорбционных процессах весьма многообразны [3 4 5, с. 60—82 6]. Разработаны [4] методики расчетов отдельных стадий адсорбционных процессов осушки, очистки и разделения газовых смесей с применением цеолитов. В результате использования цеолитов удалось разделить смеси, трудно поддающиеся ректификации. Например, на цеолите NaX разделяется смесь тиофена и бензола. О целесообразности применения молекулярных сит свидетельствуют коэффициенты разделяющей способности смеси этана и этилена [7]. Для молекулярных сит — гетероионных адсорбентов этот коэффициент достигает 20 для анионного адсорбента (силикагеля) он равен 3, для ковалентного адсорбента (активного угля) не превышает 1,5. Большое содержание ионов натрия в NaX способствует значительно большей избирательности адсорбции этилена из его смеси с этаном, чем при использовании NaY [8]. Высококремнеземные цеолиты по сравнению со среднекремнеземным цеолитом NaX в адсорбционных процессах применяют ограниченно. Однако они обладают следующими преимуществами повышенной термоустойчивостью и стойкостью к газовым и жидким агрессивным (кислым) средам. Благодаря этим свойствам срок службы таких адсорбентов достигает двух лет и более. [c.159]

Такой способ изменения размера отверстий заключается в проведении ионного обмена. Для этой цели натриевый цеолит помещается в раствор хлористого кальция, в результате чего ионы натрия в цеолите заменяются ионами кальция. Возможна и противоположная операция кальциевый цеолнт помещается в раствор хлористого натрия и в результате ионы кальция в цеолите заменяются ионами натрия. Разработаны специальные методы ионного обмена, позволяющие получить таким путем разнообразные модификации молекулярных сит. [c.121]

Состав продуктов каталитического крекинга 2,3-диметилбутана на молекулярных ситах, насыщенных парамагнитной серой (см. табл. 1), типичен для реакции, протекающей по радикальному механизму. Это подтверждается, во-первых, отсутствием в продуктах крекинга таких разветвленных алканов, как изобутан и изопентан, в отличие от крекинга на цеолите Н и на продажном алюмосиликате, на которых преобладает карбоний-ионный механизм крекинга, и эти продукты образуются в значительных количествах, [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология