4.2 沸石吸附剂的优势
相较于传统活性炭吸附剂,疏水性沸石具有以下优点:(1)不具可燃性:沸石为无机化合物二氧化硅等所组成,故不会发生反应性吸附质于吸附过程中着火之事;(2)可处理不同种类的溶剂,包括高沸点物质;(3)有效吸附程度可在较宽长的吸附质进流浓度范围
内达成;(4)不会引发溶剂聚合或反应:疏水性沸石含有之金属微量杂质相当少,不会使一些高反应溶剂发生氧化或聚合反应。
传统上沸石为一亲水性(hydrophilic)吸附剂,此主要是Si/Al比值通常为1-5;换言之,沸石的特性与其Si/Al比或SiO2/Al2O3比有重大关联性。沸石从亲水性转变为疏水性之Si/Al比值至少需8-10以上,所以含高硅含量之沸石疏水性愈高。
4.3 中空状沸石制备方式
吸附剂之制备方式分为五大步骤:(1)沸石(zeolite)与粘合剂(binder)均匀混合;(2)胶化(gelling);(3)成型(forming);(4)干燥(drying);(5)煅烧(calcine)。首先利用二氧化硅为粘合剂,将沸石与二氧化硅均匀混合,再慢慢加入调制好之碱性溶液(NaOH),此时会慢慢形成胶状体,再经由搅拌机搅拌、揉合成面团状,最后放入挤压成型机中制成中空圆柱状之沸石吸附剂。制作出的吸附剂先放入烘箱中去除水份,再以450℃煅烧4小时,此时沸石吸附剂便制作完成。
4.4 沸石吸附剂的选取
沸石是具有分子大小孔洞通道的多空性结晶固体,又称分子筛,其主要结构是以硅八面体(SiO4)所构成之三维空间晶体。在沸石结构中,有些硅可被三价铝同构置换,于是整个结构由SiO4和AlO4配合碱金属、碱土金属或稀土金属组成之硅铝酸盐之晶体结构。该结构之基本单元为以硅或铝为中心,其中SiO4和AlO4是以各种则之排列方式,共有氧原子为四角而结合在一起之四面体,由于其堆积方式之不同,因而形成各种不同沸石。硅在被三价铝取代时,不平衡的电价可由一价或二价的阳离子平衡,主要是钙、镁、钾、钠。