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沸石分子篩是什么物質組成的(沸石分子篩的特點)

時間:2019-08-25 21:37:29  來源:  作者:admin

沸石分子篩是什么物質組成的

  沸石分子篩是結晶鋁硅酸金屬鹽的水合物,其化學通式為:Mx/m[(AlO2)x·(Si O2)y]·zH2O。M代表陽離子,m表示其價態數,z表示水合數,x和y是整數。沸石分子篩活化后,水分子被除去,余下的原子形成籠形結構。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴,空穴之間有許多同直徑的孔(也稱“窗口”)相連。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內部,而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外,起到篩分分子的作用,故得名分子篩。沸石分子篩在自然界中即可存在,人工大量合成是從上世紀70年代開始。
 

沸石分子篩的特點

  沸石分子篩是一種常見的硅鋁酸鹽晶體材料。(也包括純硅、磷鋁、硅磷鋁以及部分其他雜原子取代的類似結構的晶體材料。)同時具有規則的微孔骨架結構(孔道直徑一般小于2nm擇形效應,所以沸石分子篩具有較強的吸附特點),較大的比表面積。(一般為200~900m2/g,良好的載體),較好的水熱穩定性(結晶度高、耐熱處理、水蒸氣處理),較強的Bronsted耐酸性(一般酸性近超強酸,Lewis酸性位較少)等特性。因此該類材料不僅被廣泛的用于石油精煉和石油化工的多個過程中,也廣泛應用于催化、吸附和離子交換等領域中,并起著不可替代的作用。

  到目前為止,國際分子篩協會(IZA,International Zeolite Association)總共報道了232種基本的沸石骨架類型,而其中用于工業生產的只有不到20種,例如(部分常用的沸石骨架結構及類型):FAU(Y沸石)、MFI(ZSM-5)、BEA(beta沸石)、MOR(絲光沸石)、LTL(L沸石)、FER(鎂堿沸石)、MTW(ZSM-12沸石)等。

  沸石分子篩在空氣污染治理中的應用

  對NOx的去除

  氮氧化物(NOx)是目前大氣污染物的主要組成,它能夠通過呼吸道進入人體,對健康造成嚴重的危害,也是酸雨形成的主要原因。近年來,選擇吸附法用于凈化空氣已經受到了廣泛關注,其中ZSM-5分子篩作為吸附劑吸附NOx的研究也越來越多。

  VOCs的去除

  揮發性有機污染物(VOCs)包括烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等,這類有機污染物能夠通過呼吸道直接進入人體,對人體器官造成暫時性或永久性的傷害。雖然ZSM-5分子篩在石油化工等領域已經有了廣泛應用,但在VOCs吸附領域研究尚不多。而ZSM-5分子篩作為一種新型的吸附材料,其孔徑與大部分VOCs的動力學直徑相當,因此可以有效地吸附廢氣中的VOCs,進而凈化空氣。

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