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沸石分子筛

来源:中国blog   作者:太极拳   时间:2026-02-05 20:49:49

本篇文章给大家谈谈沸石分子筛,沸石分筛以及对应的沸石分筛知识点,希望对各位有所帮助,沸石分筛不要忘了收藏本站喔。沸石分筛

沸石和分子筛有什么区别

沸石和分子筛的沸石分筛区别如下:

1、化学成分不同,沸石分筛天然沸石的沸石分筛主要化学成分是铝硅酸钠,而分子筛是沸石分筛结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。沸石分筛

2、沸石分筛特性不同,沸石分筛沸石具有玻璃样的沸石分筛光泽,可以再重新吸收水或其他液体。沸石分筛分子筛具有吸附能力高,沸石分筛热稳定性强等其它吸附剂所没有的沸石分筛优点。

3、分子筛为粉末状晶体,有金属光泽,硬度为3~5,相对密度为2~2.8。天然沸石有颜色,合成沸石为白色,不溶于水,热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。

沸石和分子筛的主要区别是在他们的用途上,沸石一般是天然的,孔径大小不一,只要有空泡就可以防止爆沸。而分子筛的功能要高级的多,比如筛选分子、做催化剂、缓释催化剂等,因而对孔径有一定的要求,经常是人工合成的。

扩展资料:

沸石是一种含有水架状结构的铝硅酸盐矿物,最早发现于1756年。瑞典的矿物学家克朗斯提(Cronstedt)发现有一类天然铝硅酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象,因此命名为“沸石”(瑞典文zeolit)。

在希腊文中意为“沸腾的石头”。沸石因成分不同分为:方沸石(Na[AlSi2O6]·H2O)、钙沸石(Ca[Al2Si3O10]·3H2O)等。其含水量与外界温度及水蒸气的压力有关,加热时水分可慢慢逸出,但并不破坏其结晶构造。

“分子筛”(Molecular sieve)的概念则是在1932年由McBain提出,表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。

也就是说,“沸石”是基于物质物理化学特性的定义,“分子筛”是基于材料结构和功能的定义。沸石可以用作分子筛,甚至在分子筛中最具代表性,但严格说来不能因此将沸石等同于分子筛;尽管很多时候经常被混淆。

参考资料:百度百科-沸石分子筛

沸石和分子筛有什么区别?

沸石和分子筛都是一富含水的K、Na、Ca、Ba的铝硅酸盐。从化学成分上说是一样的。结构上也差不多,楼上说得不很正确。小玻璃珠可以防爆沸是利用的它有气泡在壁上,并不是沸石。

他们的主要区别是在他们的用途上,沸石一般是天然的,孔径大小不一,只要有空泡就可以防止爆沸。而分子筛的功能要高级的多,比如筛选分子、做催化剂、缓释催化剂等,因而对孔径有一定的要求,经常是人工合成的。

有时天然沸石也可以做分子筛用。

分子筛/沸石如何区分

严格来讲,分子筛与沸石是两类有交集的物质。分子筛不全是沸石,沸石也不全是分子筛。分子筛是所有具有筛分分子性能的物质,而沸石则是结晶的硅铝酸盐。

从催化的角度来讲,一般而言,沸石等同于分子筛。所谓zeolite和MS基本可认为意义相同。但目前中孔的分子筛一般不称为中孔沸石。

沸石分子筛是什么?

1、什么是沸石分子筛

沸石分子筛具有晶体的结构和特征,表面为固体骨架,内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接,分子由孔道经过。由于孔穴的结晶性质,分子筛的孔径分布非常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子,因而被形象地称为"分子筛"。

分子筛吸附或排斥的功能受分子的电性影响。合成沸石具有根据分子的大小和极性而进行选择性吸附的特殊功能,因而可以对气体或液体进行干燥或纯化,这也是分子筛可以进行分离的基础。合成沸石可以满足工业界对吸附和选择特性产品的广泛需求,在工业分离中也大量应用到合成沸石分子筛。UOP分子筛的优越性

自从四十年代末UCC的科学家们发明了第一代合成分子筛以来,UOP的分子筛技术日新月异。今天,UOP的分子筛以高效、低耗和可靠著称于世。

借助UOP分子筛的高吸附容量,用户可能降低分子筛的装填量,延长吸附周期,更重要的是,借助此优越性,用户可以显著降低其投资和操作费用,降低能耗。这在能源日趋紧张的今天格外引人注目。

高度的可靠性使用户不再为意外停车而困扰,这是UOP分子筛带给他们信心。

传统的分子筛可用做干燥剂、吸附剂以及离子交换剂,UOP还为非传统应用领域提供高硅沸石系列分子筛, 包括去除影响食物及饮料的口味或造成异味的有机体的分子筛。

2.两种常用沸石分子筛结构图

沸石分子筛的吸附作用有两个特点:

(1)表面上的路易斯中心极性很强;

(2)沸石中的笼或通道的尺寸很小,使得其中的引力场很强。因此,其对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。即使吸附质的分压(或浓度)很低,吸附量仍很可观。沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关,而且还与其极性有关,因此,沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分子。

 A型沸石分子筛

B型沸石分子筛

A型分子筛 

类似于NaCl的立方晶系结构。若将NaCl晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼,并将相邻的β笼用γ笼联结起来就得到A-型分子筛的晶体结构。8个β笼联结后形成一个方钠石结构,如用γ笼做桥联结,就得到A-型分子筛结构。中心有一个大的α的笼。α笼之间通道有一个八元环窗口,其直径为4Å,故称4A分子筛。

若4A分子筛上70%的钠离子为Ca2+交换,八元环可增至5Å,对应的沸石称5A分子筛。反之,若70%的Na+为K+交换,八元环孔径缩小到3Å,对应的沸石称3A分子筛。

X-型和Y-型分子筛 类似金刚石的密堆六方晶系结构。若以β笼为结构单元,取代金刚石的碳原子结点,且用六方柱笼将相邻的两个β笼联结,即用4个六方柱笼将5个β笼联结一起,其中一个β笼居中心,其余4个β笼位于正四面体顶点,就形成了八面体沸石型的晶体结构。

用这种结构继续连结下去,就得到X-型和Y型分子筛结构。在这种结构中,由β笼和六方柱笼形成的大笼为八面沸石笼,它们相通的窗孔为十二元环,其平均有效孔径为0.74nm,这就是X-型和Y-型分子筛的孔径。这两种型号彼此间的差异主要是Si/Al比不同,X-型为1~1.5;Y型为1.5~3.0。

丝光沸石型分子筛

这种沸石的结构,没有笼而是层状结构。结构中含有大量的五元环,且成对地联系在一起,每对五元环通过氧桥再与另一对联结。联结处形成四元环。这种结构单元进一步联结形成层状结构。层中有八元环和十二元环,后者呈椭圆形,平均直径0.74nm,是丝光沸石的主孔道。这种孔道是一维的,即直通道。

高硅沸石ZSM(Zeolite Socony Mobil)型分子筛

这种沸石有一个系列,广泛应用的为ZSM-5,与之结构相同的有ZSM-8和ZSM-11;另一组为ZSM-21、ZSM-35和ZSM-38等。ZSM-5常称为高硅型沸石,其Si/Al比可高达50以上,ZSM-8可高达100,这组分子筛还显出憎水的特性。它们的结构单元与丝光沸石相似,由成对的五元环组成,无笼状空腔,只有通道。ZSM-5有两组交叉的通道,一种为直通的,另一种为之字型相互垂直,都由十元环形成。通道呈椭圆形,其窗口直径为(0.55-0.60)nm。属于高硅族的沸石还有全硅型的Silicalite-1,结构与ZSM-5一样,Silicalite-2与ZSM-11一样。

3.沸石分子筛的作用机理

分子筛具有明确的孔腔分布,极高的内表面积(600m2/s)良好的热稳定性(1000℃),可调变的酸位中心。分子筛酸性主要来源于骨架上和孔隙中的三配位的铝原子和铝离子(AlO)+。经离子交换得到的分子筛HY上的OH基显酸位中心,骨架外的铝离子会强化酸位,形成L酸位中心。像Ca2+、Mg2+、La3+等多价阳离子经交换后可以显示酸位中心。Cu2+、Ag+等过渡金属离子还原也能形成酸位中心。一般来说Al/Si比越高,OH基的比活性越高。分子筛酸性的调变可通过稀盐酸直接交换将质子引入。由于这种办法常导致分子筛骨架脱铝。所以NaY要变成NH4Y,然后再变为HY。

因为分子筛结构中有均匀的小内孔,当反应物和产物的分子线度与晶内的孔径相接近时,催化反应的选择性常取决于分子与孔径的相应大小。这种选择性称之为择形催化。导致择形选择性的机理有两种,一种是由孔腔中参与反应的分子的扩散系数差别引起的,称为质量传递选择性;另一种是由催化反应过渡态空间限制引起的,称为过渡态选择性。

4.沸石分子筛的应用

沸石分子筛具有复杂多变的结构和独特的孔道体系,是一种性能优良的催化剂。ZSM-5与Y型沸石分子筛共同作用应用于FCC反应,以获得较高产率的汽油、丙烯和丁烯。MCM-22沸石分子筛在烷基化反应上具有显著的优势,例如MCM-22作为液相烷基化催化剂催化苯和乙烯反应制备乙苯,不仅提高了乙苯选择性,并且MCM-22本身的稳定性高,用量少,可以在反应器中进行原位再生,而其它种类催化剂则必须从反应器中取出另行再生。在短链烷基取代芳烃的合成反应上,MCM-56有更好的活性,并且不容易失活。ZSM-22在许多工艺中用作催化剂,但主要是用于丁烯骨架异构和正庚烷异构化两个方面。

近年来,沸石分子筛由于具有独特的结构及性能,已经在吸附分离、催化等领域取得了广泛的应用。但其至今仍具有很大的研究意义,很多学者仍致力于沸石分子筛的研究中。总之,沸石分子筛已经并且继续改变着化工行业及人类的生活。

浅谈沸石分子筛的性能

分子筛是一类具有均匀微孔,主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质,其孔径与一般分子大小相当,据其有效孔径来筛分各种流体分子。沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐。

沸石分子筛的性能

1、吸附性能

沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少,达到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,沸石分子筛就又具有吸附能力,这一过程是吸附的逆过程,叫解析或再生。由于沸石分子筛孔径均匀,只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附,所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样,根据分子的大小来决定是否被吸附。由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性,能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用,或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。

2、离子交换性能

通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属,它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。离子在一定的条件下,如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。

在水溶液中,由于沸石分子筛对离子选择性的不同,则可表现出不同的离子交换性质。金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。扩散速度制约着交换反应速度。

3、催化性能

沸石分子筛具有独特的规整晶体结构,其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构,并具有较大比表面积。大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心,同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。这些特性使它成为性能优异的催化剂。多相催化反应是在固体催化剂上进行的,催化活性与催化剂的晶孔大小有关。沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时,催化反应的进行受到沸石分子筛晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。在一般反应条件下沸石分子筛对反应方向起主导作用,呈现了择形催化性能,这一性能使沸石分子筛作为催化新材料具有强大生命力。

沸石分子筛的基本定义

沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物,其化学通式为:Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表阳离子,m表示其价态数,z表示水合数,x和y是整数。沸石分子筛活化后,水分子被除去,余下的原子形成笼形结构,孔径为3~10Aring;。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴,空穴之间有许多同直径的孔(也称“窗口”)相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部,而把比孔径大的分子排斥在其空穴外,起到筛分分子的作用,故得名分子筛。沸石分子筛在自然界中即可存在,人工大量合成是从上世纪70年代开始。

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责任编辑:土木工程