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沸石分子篩

發布時間:2018-07-07 18:47:52 人氣:

什么是沸石分子篩

 沸石分子篩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。孔穴之間有孔道相互連接,分子由孔道經過。由于孔穴的結晶性質,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,因而被形象地稱為"分子篩"。 
 
   分子篩吸附或排斥的功能受分子的電性影響。合成沸石具有根據分子的大小和性而進行選擇性吸附的特殊功能,因而可以對氣體或液體進行干燥或純化,這也是分子篩可以進行分離的基礎。合成沸石可以滿足工業界對吸附和選擇特性產品的廣泛需求,在工業分離中也大量應用到合成沸石分子篩。
 
沸石分子篩是一種無機晶體材料,因具有規整的孔道結構、較強的酸性和高的水熱穩定性而廣泛應用于催化、吸附和離子交換等領域中,并起著不可替代的作用。人們對于沸石分子篩的人工合成研究可追溯到 20 世紀 40 年代,Barrer 等通過對礦物在熱的鹽溶液中相態轉變的研究,實現了沸石分子篩的人工合成,自此揭開了人工合成沸石分子篩的序幕

分子篩易吸濕。在儲存期間不應直接暴露在空氣中,應放在干燥的地方。長期儲存并具有吸濕性的分子篩應在使用前。
 
分子篩避免油和液態水。油可以阻塞分子篩的孔隙。特別是,在過程中,可能使油碳化并導致孔堵塞。對于含油的油,應在分子篩塔之前分離油和氣,油和水。由于分子篩在吸附水分時釋放熱量,因此液態水直接接觸分子篩并釋放出大量的熱量。可能發生危險或分子篩的性能可能被破壞。
 
當切換帶壓力操作的分子篩柱時,應緩慢降低塔的內部壓力。例如,減壓速度太快,這可能導致分子篩顆粒破碎和粉化。溫度越高,越,但的消耗越大,分子篩的壽命越長。因此,溫度優選在200至350℃之間。溫度一般不超過600℃,否則沸石分子篩可能失去活性

沸石分子篩
沸石分子篩性能

沸石分子篩的吸附是一種物理變化過程。產生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產生的一種“表面力”,當流體流過時,流體中的一些分子由于做不規則運動而碰撞到吸附劑表面,在表面產生分子濃聚,使流體中的這種分子數目減少,達到分離、清除的目的。由于吸附不發生化學變化,只要設法將濃聚在表面的分子趕跑,沸石分子篩就又具有吸附能力,這一過程是吸附的逆過程,叫解析或。由于沸石分子篩孔徑均勻,當分子動力學直徑小于沸石分子篩孔徑時才能很容易進入晶穴內部而被吸附,所以沸石分子篩對于氣體和液體分子就猶如篩子一樣,根據分子的大小來決定是否被吸附。由于沸石分子篩晶穴內還有著較強的性,能與含性基團的分子在沸石分子篩表面發生強的作用,或是通過誘導使可化的分子化從而產生強吸附。這種性或易化的分子易被性沸石分子篩吸附的特性體現出沸石分子篩的又一種吸附選擇性。
離子交換性能
通常所說的離子交換是指沸石分子篩骨架外的補償陽離子的交換。沸石分子篩骨架外的補償離子一般是質子和堿金屬或堿土金屬,它們很容易在金屬鹽的水溶液中被離子交換成各種價態的金屬離子型沸石分子篩。離子在一定的條件下,如水溶液或受較高溫度時比較容易遷移。
在水溶液中,由于沸石分子篩對離子選擇性的不同,則可表現出不同的離子交換性質。金屬陽離子與沸石分子篩的水熱離子交換反應是自由擴散過程。擴散速度制約著交換反應速度。
催化性能
沸石分子篩具有的規整晶體結構,其中每一類都具有一定尺寸、形狀的孔道結構,并具有較大比表面積。大部分沸石分子篩表面具有較強的酸中心,同時晶孔內有強大的庫侖場起化作用。這些特性使它成為性能優異的催化劑。多相催化反應是在固體催化劑上進行的,催化活性與催化劑的晶孔大小有關。沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時,催化反應的進行受到沸石分子篩晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形狀都可以對催化反應起著選擇性作用。在一般反應條件下沸石分子篩對反應方向起主導作用,呈現了擇形催化性能,這一性能使沸石分子篩作為催化新材料具有強大生命力。

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