
分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物,主要由硅鋁通過氧橋連接組成空曠的骨架結構,在結構中有很多孔徑均勻的孔道和排列整齊、內表面積很大的空穴。此外還含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態的水。由于水分子在加熱后連續地失去,但晶體骨架結構不變,形成了許多大小相同的空腔,空腔又有許多直徑相同的微孔相連,這些微小的孔穴直徑大小均勻,能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內部中來,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子,極性程度不同的分子,沸點不同的分子,飽和程度不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱為分子篩。目前分子篩在冶金,化工,電子,石油化工,天然氣等工業中廣泛使用。 氣體行業常用的分子篩型號; A型:鉀A(3A),鈉A(4A),鈣A(**), X型:鈣X(10X),鈉X(13X) Y型:,鈉Y,鈣Y 分子篩吸濕能力較強,用于氣體的純化處理,保存時應避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經吸濕的分子篩使用前應進行再生。分子篩忌油和液態水。使用時應盡量避免與油及液態水接觸。工業生產中干燥處理的氣體有,空氣,氫氣,氧氣,氮氣,氬氣等.用兩只吸附干燥器并聯,一只工作,同時另一只可以進行再生處理。相互交替工作和再生,以**設備連續運行。干燥器在8-12℃下工作,在加溫至350℃下沖氣再生。不同規格的分子篩再生溫度略有不同。分子篩對某些有機氣相反應具有良好的催化作用。 又稱泡沸石或沸石,是一種結晶型的鋁硅酸鹽,其晶體結構中有規整而均勻的孔道,孔徑為分子大小的數量級,它只允許直徑比孔徑小的分子進入,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*一個把鋁硅酸鹽命名為泡沸石,化學組成通式為 式中M與n是金屬離子及其價數;x是二氧化硅的分子數;y是水的分子數;p是鋁的原子數;q是硅的原子數。分子篩在化學工業中作為固體吸附劑,被其吸附的物質可以解吸,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60年代開始,在石油煉制工業中用作裂化催化劑,現在已開發多種適用于不同催化過程的分子篩催化劑。 種類 分子篩有天然沸石和合成沸石兩種。①天然沸石大部分由火山凝灰巖和凝灰質沉積巖在海相或湖相環境中發生反應而形成。目前已發現有1000多種沸石礦,較為重要的有35種,常見的有斜發沸石、絲光沸石、毛沸石和菱沸石等。主要分布于美、日、法等國,中國也發現有大量絲光沸石和斜發沸石礦床,日本是天然沸石開采量較大的地區。②因天然沸石受資源限制,從20世紀50年代開始,大量采用合成沸石(見表)。 商品分子篩常用前綴數碼將晶體結構不同的分子篩加以分類,如3A型、4A型、**型分子篩。4A型即表中A類,孔徑4?。含Na+的A型分子篩記作Na-A,若其中Na+被K+置換,孔徑約為3?,即為3A型分子篩;如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置換,孔徑約為5?,即為**型分子篩。 性能 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300~1000m2/g,內晶表面高度較化,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度,能引起正碳離子型的催化反應。當組成中的金屬離子與溶液中其他離子進行交換時,可調整孔徑,改變其吸附性質與催化性質,從而制得不同性能的分子篩催化劑。