जिओलाइट आणविक छलनी सामग्री (जैसे सोखना पृथक्करण, आयन विनिमय, कटैलिसीस) का व्यापक अनुप्रयोग उनकी संरचनात्मक विशेषताओं से निकटता से संबंधित है। उदाहरण के लिए, सोखना और पृथक्करण प्रदर्शन आणविक छलनी के छिद्रों के आकार और छिद्र की मात्रा पर निर्भर करता है; आयन विनिमय प्रदर्शन आणविक छलनी में धनायनों की संख्या और स्थिति के साथ-साथ इसके छिद्र चैनलों की निष्क्रियता पर निर्भर करता है; उत्प्रेरक प्रक्रिया के दौरान प्रदर्शित आकार चयनात्मकता आणविक छलनी के छिद्र आकार और अभिविन्यास से संबंधित होती है, जबकि उत्प्रेरक प्रतिक्रिया में मध्यवर्ती और अंतिम उत्पादों के छिद्र आकार या पिंजरे की संरचना आणविक छलनी से संबंधित होती है। इसलिए, आणविक छलनी सामग्री का अध्ययन करने में आणविक छलनी की संरचना एक बुनियादी मुद्दा है।
संरचनात्मक इकाई
सबसे पहले, सबसे सरल बुनियादी संरचनात्मक इकाइयों पर शोध करें। सामान्यतया, जिओलाइट आणविक छलनी साझा शीर्षों के माध्यम से टेट्राहेड्रा को स्टैक करके बनाई जाती है, इसलिए एक टेट्राहेड्रोन एक प्राथमिक संरचनात्मक इकाई (TO4 टेट्राहेड्रोन) है। उदाहरण के लिए, सिलिकालाइट -1 जिओलाइट आणविक छलनी के लिए, इसकी प्राथमिक संरचनात्मक इकाई सिलिकॉन ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा ([SiO4] 0) है, और यह टेट्राहेड्रल संरचनात्मक इकाई विद्युत तटस्थता प्रदर्शित करती है। ये सिलिकॉन ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा एमएफआई संरचना के साथ जिओलाइट आणविक छलनी बनाने के लिए साझा ऑक्सीजन परमाणुओं से जुड़े होते हैं। संश्लेषण में, टेम्पलेट एजेंट और अधिशोषित पानी इसके छिद्रों में मौजूद होते हैं। बेशक, जब एल्यूमीनियम संश्लेषण प्रणाली में मौजूद होता है, तो टेट्राहेड्रा दो प्रकार के होते हैं: सिलिकॉन ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा ([SiO4] 0) और एल्यूमीनियम ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा ([AlO4] -), और एल्यूमीनियम ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा में नकारात्मक होता है शुल्क। सिलिकॉन और एल्यूमीनियम की एमएफआई संरचना के साथ आणविक छलनी को इकट्ठा और संश्लेषित करके, यह संरचना स्वयं एक निश्चित नकारात्मक चार्ज लेती है, इसलिए इसे अंततः समग्र रूप से विद्युत रूप से तटस्थ बनाने के लिए अतिरिक्त धनायनों द्वारा संतुलित किया जाना चाहिए। और फॉस्फोरस एल्यूमीनियम आणविक छलनी एक विद्युत रूप से तटस्थ कंकाल के साथ, वैकल्पिक फॉस्फोरस ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा ([PO4]+) और एल्यूमीनियम ऑक्सीजन टेट्राहेड्रा ([AlO4] -) से बनी होती है। बेशक, प्राथमिक संरचनात्मक इकाइयों के बीच संबंध में, लोवेनस्टीन नियम का पालन किया जाना चाहिए: सिलिकॉन एल्यूमीनियम कंकाल संरचना में, एल्यूमीनियम एक दूसरे से सटे नहीं हो सकते हैं; फॉस्फेट कंकाल संरचना में, जैसे कि SAPO -34, एल्युमीनियम को द्विसंयोजक या त्रिसंयोजक धातु परमाणुओं के निकट नहीं रखा जा सकता है, और फॉस्फोरस को सिलिकॉन या फॉस्फोरस से नहीं जोड़ा जा सकता है।
द्वितीयक भवन इकाई
आणविक छलनी की कंकाल संरचना प्राथमिक संरचनात्मक इकाइयों के परिमित या अनंत कनेक्शन से बनती है। परिमित संरचनात्मक इकाइयाँ, जैसे कि माध्यमिक संरचनात्मक इकाइयाँ, आमतौर पर TO4 टेट्राहेड्रा से बनी बहुघटक रिंग संरचनाओं को संदर्भित करती हैं जो निश्चित-बिंदु ऑक्सीजन परमाणुओं को साझा करती हैं और विभिन्न तरीकों से जुड़ी होती हैं। सामान्य रिंग संरचनाओं में चार सदस्यीय रिंग, पांच सदस्यीय रिंग, छह सदस्यीय रिंग, डबल चार सदस्यीय रिंग और डबल छह सदस्यीय रिंग शामिल हैं। अब जो खोजा गया है वह 18 प्रकार की द्वितीयक संरचनात्मक इकाइयाँ हैं। उदाहरण के लिए, 4-4 द्वितीयक संरचनात्मक इकाई दो चतुर्धातुक वलय, अर्थात् डबल चतुर्धातुक वलय का प्रतिनिधित्व करती है। जैसा कि हम ए-प्रकार की आणविक छलनी से परिचित हैं, वे जिओलाइट आणविक छलनी बनाने के लिए एसओडी पिंजरों को डबल चतुर्धातुक रिंगों से जोड़कर बनाई जाती हैं। बेशक, हम जिस एसबीयू का उल्लेख कर रहे हैं वह जिओलाइट आणविक चलनी की संरचना को बेहतर ढंग से समझने और समझाने के लिए सैद्धांतिक अर्थ में केवल एक टोपोलॉजिकल इकाई है, और इसे जिओलाइट आणविक चलनी की क्रिस्टलीकरण प्रक्रिया में एक वास्तविक प्रजाति के रूप में नहीं माना जा सकता है।
पिंजरे के आकार की संरचनात्मक इकाई
आणविक छलनी के कंकाल में एक विशिष्ट पिंजरे जैसी संरचनात्मक इकाई होती है, जिसका वर्णन कई छल्लों के आधार पर किया जाता है जो उनके पॉलीहेड्रा को निर्धारित करते हैं। उदाहरण के लिए, परिचित एसओडी पिंजरा आठ हेक्सागोनल रिंगों और छह चतुर्धातुक रिंगों से बना है, जिसे आमतौर पर 4668 के रूप में संक्षिप्त किया जाता है। विभिन्न आणविक छलनी कंकालों में एक ही पिंजरे जैसी संरचनात्मक इकाइयाँ होंगी, दूसरे शब्दों में, एक ही पिंजरे जैसी संरचनात्मक इकाई विभिन्न प्रकार बनाएगी। विभिन्न कनेक्शन विधियों के माध्यम से आणविक छलनी कंकाल संरचनाओं का। एक उत्कृष्ट उदाहरण एसओडी पिंजरा है।
एसओडी जिओलाइट आणविक छलनी एसओडी पिंजरों के बीच समतलीय कनेक्शन द्वारा बनाई जाती है; एसओडी पिंजरे एलटीए प्रकार की आणविक छलनी बनाने के लिए डबल चतुर्धातुक रिंगों से जुड़े होते हैं; एसओडी पिंजरे एफएयू और ईएमटी जिओलाइट आणविक चलनी बनाने के लिए एक डबल हेक्सागोनल रिंग से जुड़े हुए हैं।
इसके अलावा, जिओलाइट आणविक चलनी की रूपरेखा संरचना में, कुछ विशिष्ट श्रृंखलाएं, द्वि-आयामी तीन जुड़े नेटवर्क परतें, और आवधिक संरचनात्मक इकाइयां (पीबीयू) अक्सर पाए जाते हैं। पाँच सबसे आम श्रृंखला जैसी संरचनाएँ पेंटासिल श्रृंखला, डबल ज़िगज़ैग श्रृंखला, डबल ज़िगज़ैग श्रृंखला, डबल एक्सल श्रृंखला और लघु स्तंभ पत्थर श्रृंखला हैं। किनारों द्वारा साझा किए गए पिंजरों से बनी पेंटासिल श्रृंखला उच्च सिलिका जिओलाइट आणविक छलनी परिवार की एक विशिष्ट श्रृंखला है। एमएफआई की सबसे प्रतिनिधि रूपरेखा संरचना पेंटासिल श्रृंखलाओं से बनी है। द्वि-आयामी तीन कनेक्टेड नेटवर्क परतों की समानांतर स्टैकिंग लंबवत रूप से उन्मुख तीन जुड़े हुए शीर्षों को आपस में जोड़कर एक त्रि-आयामी चार कनेक्टेड कंकाल संरचना बनाती है। उदाहरण के लिए, जीआईएस प्रकार की कंकाल संरचना लंबवत रूप से जुड़ी 4.82 द्वि-आयामी नेटवर्क परत संरचना से बनी है।