分子篩知識(shí)概述

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1、分子篩知識(shí)概述(一)分子篩的品種型號(hào)分子篩（又稱(chēng)合成沸石）是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體，它是由SiO和AIO四面體組成和框架結(jié)構(gòu)。在分子篩晶格中存在金屬陽(yáng)離子（如Na，K，Ca等），以平衡四面體中多余的負(fù)電荷。分子篩的類(lèi)型按其晶體結(jié)構(gòu)主要分為：A型，X型，Y型等???A型：主要成分是硅鋁酸鹽，孔徑為4A（1A=10-10米），稱(chēng)為4A（又稱(chēng)納A型）分子篩；用Ca2+交換4A分子篩中的Na+，形成5A的孔徑，即為5A（又稱(chēng)鈣A型）分子篩；用K+交換4A分子篩的Na+，形成3A的孔徑，即為3A（又稱(chēng)鉀A型）分子篩。???X型：硅鋁酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)不同（硅鋁比大小不一

2、樣），形成孔徑為9—10A的分子篩晶體，稱(chēng)為13X（又稱(chēng)鈉X型）分子篩；用Ca2+交換13X分子篩中的Na+，形成孔徑為9A的分子篩晶體，稱(chēng)為10X（又稱(chēng)鈣X型）分子篩???Y型：Y型分子篩具有X型分子篩烴似的晶體結(jié)構(gòu)，但化學(xué)組成不同（硅鋁比較大）通常用于催化領(lǐng)域。(二)分子篩的主要特性1、物理特性：????比熱：約0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃???導(dǎo)熱系數(shù)（脫水物）：2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃???水吸附熱：約3780KJ/Kg(915Kcal/Kg)2、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性：分子篩能承受600—700℃的短暫

3、高溫，但再生溫度一般在400℃以下。分子篩可在PH值5-10范圍的介質(zhì)中使用；在鹽溶液中能交換某些金屬陽(yáng)離子。3、分子篩的特性分子篩是一類(lèi)結(jié)晶的硅鋁酸鹽，由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積，所以具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)。(1)按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用，即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子。(2)對(duì)于小的極性分子和不飽和分子，具有選擇吸附性能，極性越大，不飽和度越高，其選擇吸附性越強(qiáng)。(3)具有強(qiáng)烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下，仍有相當(dāng)高的吸水容量。3．1、基本特性：?a)分子篩對(duì)水或各種氣，液態(tài)化合物可逆吸附及脫附。?b)

4、金屬陽(yáng)離子易被交換。?c)分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。其內(nèi)表面可高于分子篩顆粒的外表面積的10000-100000倍。1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應(yīng)分子篩晶體具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通，并且孔徑大小均勻，固定（分子篩空腔直徑一般在6—15埃之間），與通常分子的大小相當(dāng)，只有那些直徑比較小的分子才能通過(guò)沸石孔道被分子篩吸附，而構(gòu)型龐大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔道，則不被分子篩吸附。而硅膠，活性氧化鋁和活性碳沒(méi)有均勻的孔徑，孔徑分布范圍十分寬廣，所以沒(méi)有篩分性能。2、根據(jù)分子極性，不飽和度和極化率的選擇吸附分子

5、篩對(duì)于極性分子和不飽和分子有很高的親和力；在非極性分子中，對(duì)于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢(shì)。此外，沸點(diǎn)越低的分子，越不易被分子篩所吸附。3．2、分子篩的高效吸附特性：分子篩對(duì)于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對(duì)于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。1、低分壓或低濃度下的吸附???在相對(duì)濕度30%時(shí)分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對(duì)濕度的降低，分子篩的優(yōu)越性越發(fā)顯著，而硅膠，活性氧化鋁隨著濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對(duì)濕度很低時(shí)，它

6、們的吸附量很少。2、高溫吸附分子篩是唯一可用的高溫吸附劑。在100℃和1.3%相對(duì)濕度時(shí)分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，大大喪失了吸附能力。3、高速吸附????分子篩對(duì)像水等極性分子在分壓或濃度很低時(shí)的吸附速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對(duì)濕度很高時(shí)，硅膠的平衡吸水量要高于分子篩，但隨著吸附質(zhì)的線(xiàn)速度的提高，硅膠的吸水率越來(lái)越不如分子篩效率高。3.3、分子篩的離子交換性???分子篩的一個(gè)重要性能是可以進(jìn)行可逆的離子

7、交換。通過(guò)這種交換，改進(jìn)了分子篩的吸附和催化性能，從而獲得了廣泛的應(yīng)用（如可用于軟化水和廢水處理）。3.4、分子篩的催化性能???分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu)，孔徑的大小與通常分子相當(dāng)；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負(fù)電荷的陽(yáng)離子，可進(jìn)行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體，然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài)；同時(shí)分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為有效的催化劑和催化劑載體。????分子篩是一種硅鋁酸鹽，主要由硅鋁通過(guò)氧橋連接組成空曠的骨架結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、

8、內(nèi)表面積很大的空穴。此外還含有電價(jià)較低而離子半徑較大的金屬離子和化