ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изменения в структуре цеолитов при дегидратации кристаллов и обратимость процесса дегидратации из "Химия цеолитов" Обратимость процесса дегидратации, т. е. возможность полной регидратации кристаллов цеолитов с восстановлением всех первоначальных свойств кристаллов, считается типичной особенностью цеолитов. Тем не менее многие природные и некоторые синтетические цеолиты не способны после полной или даже частичной дегидратации поглощать воду вновь в тех же количествах. Необратимость процесса дегидратации типична для цеолитов с низкой термостабильностью их каркасов. [c.43] Обратимость процесса дегидратации существенно зависит от условий нагревания. Действительно, по данным [76], томсонит полностью дегидратируется в вакууме при 370° и при этом теряет способность снова поглощать воду вследствие разрушения структуры кристаллической решетки. Томсонит, нагретый при 360 —370° на воздухе, поглощает при регидратации почти столько же воды, сколько выделяется при дегидратации [74]. Наоборот, сколецит, полностью обезвоженный путем нагревания в вакууме при 270°, легко регидратируется [76], тогда как полное обезвоживание сколецита на воздухе делает регидратацию невозможной. Следовательно, при одинаковой степени дегидратации, достигаемой нагреванием малотермостойких цеолитов на воздухе и в вакууме, изменения в структуре кристаллов, происходящие в обоих случаях, могут быть существенно различными в одном случае они могут быть обратимыми, в другом — необратимыми. [c.44] Структурные изменения в каркасах цеолитов с более жесткой структурой, происходящие при их термической дегидратации, чаще всего обратимы в широком интервале температур, как и сам процесс дегидратации таких цеолитов. [c.44] Качественные заключения об изменениях в структуре каркаса термостабильных цеолитов могут быть сделаны из спектроскопических данных. Исследования инфракрасных спектров разных термостабильных цеолитов [28, 73, 76, 103—106] неизменно показывают, что дегидратация таких цеолитов сопровождается существенными изменениями в спектрах в области колебаний (81, А1, 0)-каркаса. Мейер [25] считает, что после выделения воды из решетки натролита ионы Ка должны переместиться в сторону кислорода алюмокислородного тетраэдра, что приведет к увеличению длины связи Ка с другим кислородом, а также и других связей, и это должно быть уравновешено изменениями в ориентации цепей из (81, О)- и (А1, 0)-тетраэдров, образующих структуру натролита, и некоторым сжатием решетки. Изменение параметров а и Ь элементарной ячейки натролита после дегидратации кристаллов было отмечено в [65, 74, 100, 101]. Значительно более сильное сжатие решетки натролита при дегидратации нашел из рентгеновских данных Фанг [107]. По этим данным, дегидратация натролита после нагревания при 300° приводит к уменьшению размеров элементарной ячейки натролита вдоль оси а на 10.7% и вдоль оси б — на 8.3%. Постоянная с ячейки после дегидратации оставалась без изменения. [c.44] В то же время в результате выделения 12 молекул воды из большой полости в ромбоэдрической ячейке шабазита сильно изменяются размеры и конфигурация восьмичленных кислородных окон, связывающих большие полости соседних ячеек (рис. 12). [c.45] Об изменении позиций катионов в результате дегидратации цеолита 2К-5 сообщает Мейер [8]. В гидратированном цеолите 2К-5 катионы расположены на тройных осях шестичленных колец. Но уже после нагревания цеолита при 150° порядок в расположении катионов нарушается настолько, что они не могут быть локализованы рентгеновским методом. [c.45] Изменения в структуре других термостабильных цеолитов в процессе дегидратации изучены недостаточно хорошо, но эти изменения в широком интервале температур должны быть обратимыми, так как свойства кристаллов термостабильных цеолитов восстанавливаются после их регидратации (цеолиты А, X, эрионит и др.). [c.46] Изменения в структуре каркаса и изменения позиций катионов в процессе дегидратации являются, по-видимому, общим свойством всех цеолитов, но эти изменения после полной и даже частичной дегидратации являются необратимыми у малотермостойких цеолитов и обратимыми у термостойких. Причины структурных изменений при дегидратации цеолитов надо искать в том, что молекулы воды, находящиеся в полостях и каналах каркаса цеолитов, определенным образом участвуют в компенсировании неравномерно распределяющихся зарядов каркаса и катионов, а при удалении молекул воды из решетки происходит нарушение распределения зарядов, что и приводит к некоторой деформации каркаса и изменениям позиций подвижных катионов. [c.46] Вернуться к основной статье