分子篩又稱泡沸石或沸石,是一種結(jié)晶型的鋁硅酸鹽,其晶體結(jié)構(gòu)中有規(guī)整而均勻的孔道,孔徑為分子大小的數(shù)分子篩量級(jí),它只允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入,因此能將混合物中的分子按大小加以篩分。故稱分子篩。早在200多年前,B.克龍施泰特頭一個(gè)把鋁硅酸鹽命名為泡沸石,化學(xué)組成通式為 式中M與n是金屬離子及其價(jià)數(shù);x是二氧化硅的分子數(shù);y是水的分子數(shù);p是鋁的原子數(shù);q是硅的原子數(shù)。分子篩在化學(xué)工業(yè)中作為固體吸附劑,被其吸附的物質(zhì)可以解吸,分子篩用后可以再生。還用于氣體和液體的干燥、純化、分離和回收。20世紀(jì)60年代開始,在石油煉制工業(yè)中用作裂化催化劑,現(xiàn)在已開發(fā)多種適用于不同催化過程的分子篩催化劑。分子篩可對高純度食品級(jí) CO2 進(jìn)行脫硫處理。上海5A分子篩廠家

A型、X型和Y型分子篩的主要結(jié)構(gòu),由于AlO4四面體具有一個(gè)負(fù)電荷,可以結(jié)合鈉等離子,成為電中性。在水溶液中,Na+ 很容易與其他陽離子交換。大多數(shù)分子篩催化劑是多價(jià)金屬陽離子或H+的交換物,分子篩具有酸性和對分子大小的選擇性,可以作為催化劑或載體使用。硅及鋁原子通過氧構(gòu)成氧環(huán),氧環(huán)的大小決定沸石的細(xì)孔孔徑。每個(gè)氧環(huán)的氧原子數(shù)目為4~12個(gè)。通常具有分子篩作用的有八元環(huán)(0.4~0.5nm)、十元環(huán) (0.5~0.6nm) 及十二元環(huán) (0.7~0.9nm)。上海5A分子篩廠家狹義上講,分子篩是結(jié)晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽。

豫和分子篩為粉末狀晶體,有金屬光澤,硬度為3~5,相對密度為2~2.8,天然沸石有顏色,合成沸石為白色,不溶于水,熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著SiO2/Al2O3組成比的增加而提高。分子篩有很大的比表面積,達(dá)300~1000m2/g,內(nèi)晶表面高度極化,為一類高效吸附劑,也是一類固體酸,表面有很高的酸濃度與酸強(qiáng)度,能引起正碳離子型的催化反應(yīng)。當(dāng)組成中的金屬離子與溶液中其他離子進(jìn)行交換時(shí),可調(diào)整孔徑,改變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì),從而制得不同性能的分子篩催化劑。
ZSM-5 結(jié)構(gòu),如果說二維結(jié)構(gòu)的石墨烯像書頁,那書就是三維結(jié)構(gòu)的石墨,即指原子在三個(gè)方向上規(guī)則、連續(xù)的排列著,3個(gè)方向上的空間尺度都遠(yuǎn)大于納米級(jí)。SSZ-13就屬于三維材料。四元環(huán)和六元環(huán)組成D6R,四元環(huán)和八元環(huán)組成CHA籠,D6R和CHA籠交替排列形成三維交叉孔道結(jié)構(gòu)。弄清楚分子篩孔道結(jié)構(gòu)才能方便下一步的研究,比如較受關(guān)注的酸性位點(diǎn)和陽離子交換位點(diǎn)問題以及DFT計(jì)算等。ZSM-5孔道可分為十元環(huán)直孔道和十元環(huán)正弦孔道,其酸性位點(diǎn)可分為三種:α位(直孔道壁) 、β(正弦孔通道) 和γ位(正弦孔道壁),三個(gè)位點(diǎn)的數(shù)量、性能不同,The Effect of Different Active Sites on the Catalytic Activity of Fe-ZSM-5 Zeolite for N2O Direct Decomposition文章中就提到α位的Fe離子活性更高。不過SSZ-13文章中貌似沒有α、β、γ位點(diǎn)的說法,其酸性位點(diǎn)或者說陽離子位點(diǎn)可能有四種(我理解的兩個(gè)位點(diǎn)的關(guān)系應(yīng)該是酸性位點(diǎn)包含陽離子位點(diǎn),即分子篩本身有酸性位點(diǎn),陽離子的加入取代了某些酸性位點(diǎn)上的質(zhì)子)。目前人們習(xí)慣叫分子篩類物質(zhì)為沸石或沸石分子篩。

應(yīng)用,分子篩通常被用于石油工業(yè),尤其是用于干燥氣流。例如,在液態(tài)天然氣(LNG)工業(yè)中,需要將天然氣的含水量降低到1 ppmv以下,以防止冰凍造成堵塞。在實(shí)驗(yàn)室中,分子篩被用于干燥溶劑。事實(shí)證明,“篩子”優(yōu)于通常采用侵蝕性干燥劑的傳統(tǒng)干燥技術(shù)。當(dāng)分子篩指代“沸石”時(shí),它被用于普遍的催化應(yīng)用。分子篩可以催化烷烴異構(gòu)化、烷基化和環(huán)氧化,并用于包括加氫裂化和流化催化裂化在內(nèi)的大規(guī)模工業(yè)過程。分子篩也用于過濾呼吸器的空氣供應(yīng),例如那些潛水者和消防員使用的呼吸器。在這種應(yīng)用中,空氣由空氣壓縮機(jī)提供,并通過筒式過濾器,根據(jù)應(yīng)用情況,筒式過濾器填充有分子篩和/或活性炭,較終用于給呼吸空氣罐充氣。這種過濾方法可以從呼吸氣源中去除微粒和壓縮機(jī)排氣產(chǎn)物。分子篩是由結(jié)晶硅酸鹽(硅鋁酸鈉和硅鋁酸鈣)組成的一類吸附劑。杭州13X分子篩制造
分子篩的孔徑分布非常均勻整齊,當(dāng)分子直徑小于孔穴直徑的物質(zhì),才會(huì)進(jìn)入分子篩的晶穴內(nèi)部。上海5A分子篩廠家
分子篩具有十二元氧環(huán)的有Y型分子篩 (x=3.1~6.0)和絲光沸石(x=9~11)。前者可用做裂化催化劑、雙功能催化劑,后者可用作甲苯的歧化催化劑。十元氧環(huán)的有ZSM-5、ZSM-11等部分 ZSM系列分子篩。八元氧環(huán)的有A型分子篩(x=2)、T型分子篩及ZSM-34等。它們的孔很小,只有直鏈烴才能進(jìn)入到細(xì)孔中。以分子篩為催化活性組分或主要活性組分的催化劑稱為分子篩催化劑。分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、優(yōu)異的酸催化活性、并有良好的熱穩(wěn)定性和水熱穩(wěn)定性??芍瞥蓪υS多反應(yīng)有高活性、高選擇性的催化劑。上海5A分子篩廠家
ZSM-5結(jié)構(gòu),如果說二維結(jié)構(gòu)的石墨烯像書頁,那書就是三維結(jié)構(gòu)的石墨,即指原子在三個(gè)方向上規(guī)則、連續(xù)的排列著,3個(gè)方向上的空間尺度都遠(yuǎn)大于納米級(jí)。SSZ-13就屬于三維材料。四元環(huán)和六元環(huán)組成D6R,四元環(huán)和八元環(huán)組成CHA籠,D6R和CHA籠交替排列形成三維交叉孔道結(jié)構(gòu)。弄清楚分子篩孔道結(jié)構(gòu)才能方便下一步的研究,比如較受關(guān)注的酸性位點(diǎn)和陽離子交換位點(diǎn)問題以及DFT計(jì)算等。ZSM-5孔道可分為十元環(huán)直孔道和十元環(huán)正弦孔道,其酸性位點(diǎn)可分為三種:α位(直孔道壁)、β(正弦孔通道)和γ位(正弦孔道壁),三個(gè)位點(diǎn)的數(shù)量、性能不同,TheEffectofDifferentActiveSitesonth...