Mecanisme de transició de fase líquida i bidireccional

Mecanisme de transició en fase líquida
El mecanisme de transició en fase líquida va ser proposat per primera vegada per Kerr i Ciric, gairebé al mateix temps que el mecanisme de transició en fase sòlida. Creuen que la nucleació i el creixement dels cristalls de tamís molecular de zeolita es duen a terme directament a la solució, el gel inicial es dissol lentament a la solució i es generen ions d'aluminosilicat de les espècies actives, i després es produeix la condensació, formant lentament les unitats estructurals necessàries per a tamisos moleculars de zeolita i després generant tamisos moleculars de zeolita.
En primer lloc, després de barrejar les matèries primeres necessàries per als garbells moleculars de zeolita, les espècies principals de silicat i aluminat es polimeritzen per formar un gel d'aluminosilicat inicial. Aquest gel d'aluminosilicat es forma ràpidament en condicions d'alta concentració, de manera que té un alt grau de desordre, però aquest gel d'aluminosilicat pot contenir algunes unitats estructurals primàries, com ara anells de quatre membres, anells de sis membres, etc. Al mateix temps, s'estableix un equilibri de dissolució entre aquest gel i la fase líquida. A més, el producte de solubilitat dels ions d'aluminosilicat està estretament relacionat amb l'estructura i la temperatura del gel. A mesura que canvia la temperatura de cristal·lització, s'estableix un nou equilibri de gel i solució entre aquest gel i la fase líquida. En segon lloc, l'augment de la concentració de polisilicat i aluminat en la fase líquida condueix a la formació de nuclis de cristall, seguit del creixement de cristalls de tamís moleculars de zeolita. Durant la nucleació i el creixement del cristall dels tamisos moleculars de zeolita, es consumeixen ions polisilicat i aluminat en fase líquida, provocant la dissolució continuada del gel de sílice-alúmina. Com que la solubilitat dels cristalls de zeolita és menor que la del gel amorf, el resultat final és la dissolució completa del gel i el creixement complet dels cristalls de tamís moleculars de zeolita.
L'experiment de Zhdanov va demostrar que la taxa de creixement dels cristalls de tamís molecular de zeolita està estretament relacionada amb la concentració d'ions polisilicat i aluminat en la fase líquida, i la concentració de cada component en la fase líquida canvia constantment durant el procés de cristal·lització. Aquests resultats experimentals donen suport al mecanisme de transició en fase líquida. La prova més favorable del mecanisme de transició en fase líquida és la cristal·lització directa de tamisos moleculars de zeolita a partir de la fase líquida. Koizumi et al. tamisos moleculars de zeolita sintetitzats directament com ara SOD, GIS i FAU a partir de solucions clarificades.
Mecanisme de transició bifàsica
Quan la gent encara discutia sobre si la cristal·lització del tamís molecular de la zeolita es feia mitjançant un mecanisme de transició en fase líquida o un mecanisme de transició en fase sòlida, els científics van proposar el mecanisme de transició de dues fases després de la dècada de 1980. El mecanisme de transició de dues fases creu que la transició en fase líquida i la transició en fase sòlida existeixen simultàniament en el procés de cristal·lització del tamís molecular de zeolita, que es pot produir en dos sistemes de reacció de cristal·lització per separat o en un sistema alhora.
Gabelica et al. van confirmar l'existència del mecanisme de transició de dues fases a partir de la seva investigació sobre la cristal·lització del tamís molecular ZSM-5 i la zeolita Na Y. Iton et al. va aplicar per primera vegada la tecnologia de dispersió de neutrons d'angle petit per estudiar el procés de cristal·lització del tamís molecular ZSM-5 i va trobar que la cristal·lització del tamís molecular de zeolita ZSM-5 seguia diferents mecanismes quan s'utilitzaven diferents fonts de silici. Per tant, es conclou que fins i tot si s'utilitza el mateix tipus de garbell molecular de zeolita, el seu mecanisme de creixement és diferent en diferents condicions de cristal·lització.