제올라이트 분자체 재료(예: 흡착 분리, 이온 교환, 촉매 작용)의 광범위한 적용은 구조적 특성과 밀접한 관련이 있습니다. 예를 들어, 흡착 및 분리 성능은 분자체의 기공 크기 및 기공 부피에 따라 달라집니다. 이온 교환 성능은 분자체 내 양이온의 수와 위치뿐만 아니라 기공 채널의 통과성에 따라 달라집니다. 촉매 과정에서 나타나는 형태 선택성은 분자체의 기공 크기 및 배향과 관련이 있는 반면, 촉매 반응에서 중간체 및 최종 생성물의 기공 크기 또는 케이지 구조는 분자체와 관련이 있습니다. 따라서 분자체의 구조는 분자체 재료를 연구하는데 있어서 근본적인 문제이다.
구조 단위
첫째, 가장 간단한 기본 구조 단위에 대한 연구를 수행합니다. 일반적으로 제올라이트 분자체는 공유된 꼭지점을 통해 사면체를 쌓아서 형성되므로 하나의 사면체가 주요 구조 단위(TO4 사면체)가 됩니다. 예를 들어 실리카라이트-1 제올라이트 분자체의 경우 주요 구조 단위는 규소산소 사면체([SiO4]0)이며 이 사면체 구조 단위는 전기적 중성을 나타냅니다. 이러한 실리콘 산소 사면체는 공유 산소 원자로 연결되어 MFI 구조의 제올라이트 분자체를 형성합니다. 합성 과정에서 주형제와 흡착된 물이 기공에 존재합니다. 물론, 합성계에 알루미늄이 존재할 경우 사면체에는 실리콘 산소 사면체([SiO4]0)와 알루미늄 산소 사면체([AlO4]-)의 두 가지 유형이 있으며, 알루미늄 산소 사면체는 음의 특성을 갖습니다. 요금. 실리콘과 알루미늄의 MFI 구조로 분자체를 조립 및 합성함으로써 이 구조 자체는 일정한 음전하를 띠므로 궁극적으로 전체적으로 전기적으로 중성으로 만들기 위해서는 추가적인 양이온으로 균형을 이루어야 합니다. 그리고 인 알루미늄 분자체는 인산소 사면체([PO4]+)와 알루미늄산소 사면체([AlO4]-)가 번갈아 교대로 구성되어 있으며 전기적으로 중성 골격을 가지고 있습니다. 물론, 주요 구조 단위 간의 연결에서는 Lowenstein 규칙을 따라야 합니다. 실리콘 알루미늄 골격 구조에서 알루미늄은 서로 인접할 수 없습니다. SAPO-34와 같은 인산염 골격 구조에서 알루미늄은 2가 또는 3가 금속 원자와 인접할 수 없고, 인은 실리콘이나 인과 연결될 수 없습니다.
보조 건물 단위
분자체의 골격 구조는 주요 구조 단위의 유한 또는 무한 연결로 형성됩니다. 2차 구조 단위와 같은 유한 구조 단위는 일반적으로 고정점 산소 원자를 공유하고 다양한 방식으로 연결된 TO4 사면체로 구성된 다성분 고리 구조를 나타냅니다. 일반적인 링 구조에는 4원 링, 5원 링, 6원 링, 이중 4원 링 및 이중 6원 링이 포함됩니다. 현재 발견된 것은 18가지 유형의 2차 구조 단위입니다. 예를 들어, 4-4 2차 구조 단위는 두 개의 4차 고리, 즉 이중 4차 고리를 나타냅니다. 우리가 A형 분자체에 익숙하기 때문에 SOD 케이지를 이중 4차 고리로 연결하여 제올라이트 분자체를 형성함으로써 형성됩니다. 물론, 우리가 언급하는 SBU는 제올라이트 분자체의 구조를 더 잘 이해하고 설명하기 위한 이론적 의미의 위상 단위일 뿐이며, 제올라이트 분자체의 결정화 과정에서 실제 종으로 간주될 수는 없습니다.
케이지형 구조단위
분자체의 골격에는 구조 단위와 같은 특징적인 케이지가 있으며, 이는 다면체를 결정하는 다중 고리를 기반으로 설명됩니다. 예를 들어, 친숙한 SOD 케이지는 일반적으로 4668로 축약되는 8개의 육각형 고리와 6개의 4차 고리로 구성됩니다. 서로 다른 분자체 골격은 구조 단위와 같은 동일한 케이지를 포함합니다. 즉, 구조 단위와 같은 동일한 케이지는 서로 다른 유형을 형성합니다. 다양한 연결 방법을 통해 분자체 골격 구조를 구성합니다. 전형적인 예는 SOD 케이지입니다.
SOD 제올라이트 분자체는 SOD 케이지 사이의 동일 평면 연결에 의해 형성됩니다. SOD 케이지는 이중 4차 고리로 연결되어 LTA 유형 분자체를 형성합니다. SOD 케이지는 이중 육각형 고리로 연결되어 FAU 및 EMT 제올라이트 분자체를 형성합니다.
또한, 제올라이트 분자체의 골격 구조에는 일부 특징적인 사슬, 2차원 3연결 네트워크 층 및 주기 구조 단위(PBU)가 종종 발견됩니다. 가장 일반적인 체인 형태의 구조로는 펜타실 체인, 더블 지그재그 체인, 더블 지그재그 체인, 더블 액슬 체인, 단기둥 스톤 체인 등이 있습니다. 가장자리가 공유하는 케이지로 구성된 Pentasil 사슬은 고 실리카 제올라이트 분자체 계열의 특징적인 사슬입니다. MFI의 가장 대표적인 프레임워크 구조는 Pentasil 체인으로 구성되어 있습니다. 2차원 3개 연결 네트워크 레이어의 병렬 적층은 수직 방향의 3개 연결 꼭지점을 상호 연결하여 3차원 4개 연결 골격 구조를 형성한다. 예를 들어, GIS 형태의 뼈대 구조는 수직으로 연결된 4.82 2차원 네트워크 계층 구조로 구성된다.