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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。分子篩的晶穴內(nèi)還有著較強(qiáng)的極性,能與含極性基團(tuán)的分子在沸石分子篩表面發(fā)生強(qiáng)的作用。吉林分子篩市場(chǎng)價(jià)格
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(duì)分子大小的選擇性,可以作為催化劑或載體使用。高二氧化硅沸石對(duì)有機(jī)基團(tuán)表現(xiàn)出很高的親和力,相比之下,低二氧化硅沸石由于具有Lewis和Bronsted酸特性而表現(xiàn)出親水性。 [2]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)。吉林分子篩市場(chǎng)價(jià)格天然沸石大部分由火山凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)沉積巖在海相或湖相環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)而形成。
按催化性質(zhì),分子篩催化劑:(1) 酸催化劑,利用分子篩的表面酸性進(jìn)行催化反應(yīng)。(2)雙功能催化劑,分子篩可以負(fù)載鉑、鈀類的金屬,得到兼有金屬催化功能和酸催化功能的雙功能分子篩催化劑。(3) 擇形催化劑,由于分子篩的催化作用一般發(fā)生在晶體內(nèi)空間,分子篩的孔徑大小和孔道結(jié)構(gòu)對(duì)催化活性和選擇性有很大的影響。分子篩具有規(guī)整而均勻的晶內(nèi)孔道,而且孔徑大小接近于分子尺寸,使分子篩的催化性能隨反應(yīng)物分子、產(chǎn)物分子或反應(yīng)中間物的幾何尺寸的變化而明顯變化。
分子篩生產(chǎn)方法,①有水熱合成、水熱轉(zhuǎn)化和離子交換等法:水熱合成法 用于制取純度較高的產(chǎn)品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當(dāng)比例混合,在熱壓釜中加熱一定時(shí)間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示:工業(yè)生產(chǎn)流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變較終產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。②水熱轉(zhuǎn)化法 在過量堿存在時(shí),使固態(tài)鋁硅酸鹽水熱轉(zhuǎn)化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤(rùn)土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產(chǎn)品純度不及水熱合成法。分子篩對(duì)水、極性分子和不飽和有機(jī)化合物有很高的親和力,其優(yōu)勢(shì)超過了硅膠、氧化鋁或活性炭。
分子篩篩分功能:它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。從而將各型號(hào)的分子篩進(jìn)行分離。分子篩的種類分為3a、4a、5a型等,當(dāng)用于不同的行業(yè)領(lǐng)域,達(dá)到不同的使用效果時(shí),應(yīng)根據(jù)不同產(chǎn)品的性能來正確選擇。分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),它的孔穴直徑大小均勻,這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部,并對(duì)極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力,因而能把極性程度不同,飽和程度不同,分子大小不同及沸點(diǎn)不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高,熱穩(wěn)定性強(qiáng)等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點(diǎn),使得分子篩獲得普遍的應(yīng)用。分子篩可對(duì)高純度食品級(jí) CO2 進(jìn)行脫硫處理。江蘇分子篩現(xiàn)貨直發(fā)
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。吉林分子篩市場(chǎng)價(jià)格
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(bǔ)償陽離子的交換。沸石分子篩骨架外的補(bǔ)償離子一般是質(zhì)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(jià)態(tài)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(shí)比較容易遷移。在水溶液中,由于沸石分子篩對(duì)離子選擇性的不同,則可表現(xiàn)出不同的離子交換性質(zhì)。金屬陽離子與沸石分子篩的水熱離子交換反應(yīng)是自由擴(kuò)散過程。擴(kuò)散速度制約著交換反應(yīng)速度。通過離子交換可以改變沸石分子篩孔徑的大小,從而改變其性能,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,陽離子的數(shù)目、大小和位置發(fā)生改變,如高價(jià)陽離子交換低價(jià)陽離子后使沸石分子篩中的陽離子數(shù)目減少,往往造成位置空缺使其孔徑變大;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,使有效孔徑有所減小。吉林分子篩市場(chǎng)價(jià)格