“分子篩其實就是通過物理吸附炫胡,‘篩’去空氣中的二氧化碳齐寻、氮氣等成分,從而達(dá)到提純目標(biāo)氣體的目的寺帽。”別小看這些直徑還不到1微米的小小分子篩俱篡,它們可擔(dān)負(fù)著‘催化’工業(yè)產(chǎn)業(yè)的重任。分子篩一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學(xué)通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O颤枪,M′汗捡、M分別為一價、二價陽離子如K+畏纲、Na+和Ca22+扇住、Ba22+等。它在結(jié)構(gòu)上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴盗胀,不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開艘蹋。根據(jù)SiO2和Al2O3的分子比不同,得到不同孔徑的分子篩票灰。其型號有:3A(鉀A型)女阀、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)屑迂、10Z(鈣Z型)浸策、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)屈糊、鈉絲光沸石型等的榛。它的吸附能力高、選擇性強(qiáng)潦故、耐高溫。廣泛用于有機(jī)化工和石油化工键切,也是煤氣脫水的優(yōu)良吸附劑庐穴。分子篩骨架的最基本結(jié)構(gòu)是SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結(jié)合而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶龙喂。這種結(jié)合形式蝇硅,構(gòu)成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道秧梨。由于結(jié)構(gòu)不同翁漠,形式不同,“籠”形的空間孔洞分為α妻行、β舆焕、γ、六方柱汉疮、八面沸石等 “籠”的結(jié)構(gòu)棍详。
沸石分子篩性能包括以下幾個內(nèi)容:一:吸附性能。沸石分子篩的吸附是一種物理變化過程丛剿。產(chǎn)生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產(chǎn)生的一種“表面力”冒萄,當(dāng)流體流過時,流體中的一些分子由于做不規(guī)則運動而碰撞到吸附劑表面,在表面產(chǎn)生分子濃聚尊流,使流體中的這種分子數(shù)目減少帅戒,達(dá)到分離、清除的目的崖技。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化蜘澜,只要設(shè)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响疚,這一過程是吸附的逆過程鄙信,叫解析或再生。
二:通過離子交換可以改變沸石分子篩孔徑的大小忿晕,從而改變其性能装诡,達(dá)到擇形吸附分離混合物的目的。沸石分子篩經(jīng)離子交換后践盼,陽離子的數(shù)目鸦采、大小和位置發(fā)生改變,如高價陽離子交換低價陽離子后使沸石分子篩中的陽離子數(shù)目減少因摸,往往造成位置空缺使其孔徑變大蜗南;而半徑較大的離子交換半徑較小的離子后,則易使其孔穴受到一定的阻塞侦滩,使有效孔徑有所減小饰测。
三:沸石分子篩具有獨特的規(guī)整晶體結(jié)構(gòu),其中每一類都具有一定尺寸假祝、形狀的孔道結(jié)構(gòu)靡庵,并具有較大比表面積。大部分沸石分子篩表面具有較強(qiáng)的酸中心虎内,同時晶孔內(nèi)有強(qiáng)大的庫侖場起極化作用燕汗。這些特性使它成為性能優(yōu)異的催化劑。多相催化反應(yīng)是在固體催化劑上進(jìn)行的诅挖,催化活性與催化劑的晶孔大小有關(guān)枣惨。沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時,催化反應(yīng)的進(jìn)行受到沸石分子篩晶孔大小的控制虚烂。晶孔和孔道的大小和形狀都可以對催化反應(yīng)起著選擇性作用邮敛。在一般反應(yīng)條件下沸石分子篩對反應(yīng)方向起主導(dǎo)作用,呈現(xiàn)了擇形催化性能必尼,這一性能使沸石分子篩作為催化新材料具有強(qiáng)大生命力蒋搜。