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沸石分子篩是什么(分子篩的特點)

時間:2019-08-24 23:55:16  來源:  作者:

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·(SiO2)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,孔徑為3~10Å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。

  基本性狀

  它具有晶體的結構和特征,表面為固體骨架,內部的孔穴可起到吸附分子的作用??籽ㄖg有孔道相互連接,分子由孔道經過。由于孔穴的潔凈性質,分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據其晶體內部孔穴的大小對分子進行選擇性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質的分子。

  沸石分子篩按其孔或通道體系可分為小孔,中孔(介孔)和雙孔沸石三個組別。

  可用于富氧空氣的變壓吸附分離。
組成

  沸石分子篩按其孔或通道體系可分為小孔,中孔和雙孔沸石三個組別。

  小孔沸石的孔口屬八元環體系,其最大的自由直徑為0.43nm.包括林德A(linde A),毛沸石(erionite),菱沸石(chabazite),ZK-5,ZK-4,ZK-21,ZK-22等等。

  中孔沸石屬十元環體系,其通道開口居于較小的八元環和較大的十二元環之間,最大的自由直徑為0.63nm.主要包括濁沸石(laumontite),ZSM-5,ZSM-12,ZSM-23,ZSM-48,ZSM-11等等。

  雙孔主要是具有兩組孔結構,即有十二元和八元環孔口或十元和八元孔口的交聯通道.包括絲光沸石,菱鉀沸石(offretite),林德T,納菱沸石(gmelnite),片沸石(heulandite),或斜法費石(clinoptilolite),鎂堿沸石9ferrierite),ZSM-35,ZSM-38,輝沸石z9stilbite),環晶石z9dachiardite),柱沸石(epistilbite)等等。

  沸石分子篩的吸附作用有兩個特點:

  (1)表面上的路易斯中心極性很強;

  (2)沸石中的籠或通道的尺寸很小,使得其中的引力場很強。因此,其對吸附質分子的吸附能力遠超過其他類型的吸附劑。即使吸附質的分壓(或濃度)很低,吸附量仍很可觀。沸石分子篩的吸附分離效果不僅與吸附質分子的尺寸和形狀有關,而且還與其極性有關,因此,沸石分子篩也可用于尺寸相近的物質的分離。

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