מנגנון מעבר שלב נוזלי ודו-כיווני

מנגנון מעבר שלב נוזלי
מנגנון מעבר הפאזה הנוזלית הוצע לראשונה על ידי Kerr ו-Ciric, כמעט במקביל למנגנון מעבר הפאזה המוצקה. הם מאמינים שגרעין וצמיחה של גבישי מסננת מולקולרית זאוליט מתבצעים ישירות בתמיסה, הג'ל הראשוני מתמוסס לאיטו בתמיסה, ונוצרים המינים הפעילים יוני אלומינוזיליקט, ואז מתרחש עיבוי, ויוצר לאט את היחידות המבניות הנדרשות עבור מסננות מולקולריות זאוליט, ולאחר מכן יצירת מסננות מולקולריות זאוליט.
ראשית, לאחר ערבוב חומרי הגלם הנדרשים למסננות מולקולריות זאוליט, המינים העיקריים סיליקט ואלומינט מתפלמרים ליצירת ג'ל אלומינוסיליקט ראשוני. ג'ל אלומינוזיליקט זה נוצר במהירות בתנאי ריכוז גבוה, ולכן יש לו רמה גבוהה של אי סדר, אך ג'ל אלומינוזיליקט זה עשוי להכיל כמה יחידות מבניות ראשוניות, כגון טבעות ארבע אברים, טבעות שישה איברים וכו'. נוצר איזון פירוק בין ג'ל זה לשלב הנוזלי. בנוסף, תוצר המסיסות של יוני אלומינוסיליקט קשור קשר הדוק למבנה ולטמפרטורה של הג'ל. כאשר טמפרטורת ההתגבשות משתנה, נוצר איזון ג'ל ותמיסה חדש בין ג'ל זה לשלב הנוזלי. שנית, העלייה בריכוז הפוליסיליקט והאלומינאט בשלב הנוזלי מובילה להיווצרות גרעיני גביש, ולאחר מכן צמיחת גבישי מסננת מולקולרית זאוליט. במהלך גרעין וצמיחת גבישים של מסננות מולקולריות זאוליט, נצרך יוני פוליסיליקט ואלומינאט בשלב הנוזל, מה שגורם להתמוססות מתמשכת של ג'ל הסיליקה-אלומינה. מכיוון שהמסיסות של גבישי זאוליט קטנה מזו של ג'ל אמורפי, התוצאה הסופית היא פירוק מוחלט של הג'ל וצמיחה מלאה של גבישי מסננת מולקולרית זאוליט.
הניסוי של ז'דנוב הראה שקצב הגדילה של גבישי מסננת מולקולרית זאוליט קשור קשר הדוק לריכוז יוני פוליסיליקט ואלומינאט בפאזה הנוזלית, והריכוז של כל רכיב בשלב הנוזל משתנה כל הזמן במהלך תהליך ההתגבשות. תוצאות ניסוי אלו תומכות במנגנון מעבר פאזה נוזלית. ההוכחה החיובית ביותר למנגנון מעבר הפאזה הנוזלית היא התגבשות ישירה של נפות מולקולריות זאוליט מהפאזה הנוזלית. Koizumi et al. מסננות מולקולריות זאוליט מסונתזות ישירות כמו SOD, GIS ו-FAU מתמיסות מובהקות.
מנגנון מעבר דו-שלבי
כשאנשים עדיין התווכחו אם התגבשות מסננת מולקולרית זאוליט הייתה באמצעות מנגנון מעבר פאזה נוזלית או מנגנון מעבר פאזה מוצקה, מדענים הציעו את מנגנון המעבר הדו-פאזי לאחר שנות ה-80. מנגנון המעבר הדו-פאזי מאמין שמעבר פאזה נוזלית ומעבר פאזה מוצק קיימים בו-זמנית בתהליך ההתגבשות של מסננת מולקולרית זאוליט, שיכול להתרחש בשתי מערכות תגובת התגבשות בנפרד או במערכת אחת בו-זמנית.
Gabelica et al. אישרו את קיומו של מנגנון המעבר הדו-פאזי ממחקרם על התגבשות של מסננת מולקולרית ZSM-5 וזאוליט Na Y. איטון וחב'. השתמש לראשונה בטכנולוגיית פיזור נויטרונים בזווית קטנה כדי לחקור את תהליך ההתגבשות של מסננת מולקולרית ZSM-5, ומצא שהתגבשות של מסננת מולקולרית זאוליט ZSM-5 עקבה אחר מנגנונים שונים בעת שימוש במקורות סיליקון שונים. לכן, המסקנה היא שגם אם נעשה שימוש באותו סוג של מסננת מולקולרית זאוליט, מנגנון הצמיחה שלה שונה בתנאי התגבשות שונים.