分子筛种类:分子筛,分子筛有天然沸石和合成沸石两种。①天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。目前已发现有1000多种沸石矿,较为重要的有35种,常见的有斜发沸石、丝光沸石、毛沸石和菱沸石等。主要分布于美、日、法等国,中国也发现有大量丝光沸石和斜发沸石矿床,日本是天然沸石开采量较分子筛大的国家。②因天然沸石受资源限制,从20世纪50年代开始,大量采用合成沸石。商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A型、4A型、5A型分子筛。4A型即表中A类,孔径4Å。含Na+的A型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3Å,即为3A型分子筛;如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5Å,即为5A型分子筛。分子筛具有均匀的微孔结构,它的孔穴直径大小均匀,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部。上海国产分子筛厂商
自然界中存在一种天然硅铝酸盐,它们具有筛分分子、吸附、离子交换和催化作用。这种天然物质称为沸石,人工合成的沸石也称为分子筛。分子筛的化学组成通式为:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M表示金属离子(人工合成时通常为Na),n表示金属离子价数, x表示SiO2的摩尔数,也称为硅铝比,p表示水的摩尔数。分子筛骨架的较基本结构是 SiO4和AlO4四面体,通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。这种结合形式,构成了具有分子级、孔径均匀的空洞及孔道。由于结构不同,形式不同,“笼”形的空间孔洞分为α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “笼”的结构。陕西分子筛厂家供应商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A型、4A型、5A型分子筛。
分子筛的应用,分子筛被普遍用作石油化工和煤化工反应中的催化剂。分子筛可以作为催化剂载体,负载贵金属后参与催化反应;经过氢离子交换后的分子筛自身可作为固体酸催化剂催化许多酸催化反应,例如异构化反应、烷基化反应和裂化反应。催化反应主要在分子筛的孔内进行,只有大小和形状与分子筛的孔道相匹配的分子才能从分子筛孔道内进入或出去,从而成为反应物或产物。对二甲苯是生产聚酯纤维和树脂、涂料、染料及农药的原料,在甲苯反应生成对二甲苯的反应中,伴随产生的还有邻二甲苯、间二甲苯,但这三种产物沸点只差0.75℃,很难用传统的方式分离。研究者发现ZSM-5分子筛的孔道尺寸为0.52~0.58 纳米,只允许对二甲苯自由通过,而邻二甲苯和间二甲苯则会被困在分子筛孔道中,它们只有转化为对二甲苯才能顺利通关。采用ZSM-5分子筛作为催化剂,对二甲苯的选择性高达99%,这就是择形催化的基本原理。分子筛在提高反应选择性、降低分离能耗等方面有着不可替代的作用。
5A型分子筛,结晶型硅铝酸钙,孔径大约是0.5nm,这种分子筛能比4A分子筛吸附更大的分子。例如,除上面提到的物质,还有丙烷、丁烷、己烷、高级正烯烃、正丁醇和更高级的伯醇,环丙烷能被吸附,但带有支链的C6的烃类、环烃如苯和环己烷、或仲醇和叔醇,四氯化碳或三氟化硼等不能被吸附。尽管有机液体如四氢呋喃和二氧六环也能用这种分子筛干燥,但此类分子筛通常适用于干燥气体。13X型分子筛,结晶型硅铝酸钠,孔径大约是1nm,除能吸附上述5A型分子筛能吸附的所有物质,它还能吸附许多支链和环状化合物。分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。
为什么用分子筛做催化剂与其性能有关: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、清理的目的。2.离子交换性能,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。所以一般制备分子筛会采用离子交换法或浸渍法,使金属离子负载在分子筛上。(补偿离子注:纯硅的分子筛呈电中性,需要用部分Al代替Si来调节分子筛的酸性,Al代替Si后由于化合价减少,分子筛会带负电,需要阳离子)为了制取合适的分子筛催化剂,有时尚需将交换所得产物与其他组分调配。深圳小粒径分子筛生产
目前人们习惯叫分子筛类物质为沸石或沸石分子筛。上海国产分子筛厂商
应用,分子筛通常被用于石油工业,尤其是用于干燥气流。例如,在液态天然气(LNG)工业中,需要将天然气的含水量降低到1 ppmv以下,以防止冰冻造成堵塞。在实验室中,分子筛被用于干燥溶剂。事实证明,“筛子”优于通常采用侵蚀性干燥剂的传统干燥技术。当分子筛指代“沸石”时,它被用于普遍的催化应用。分子筛可以催化烷烃异构化、烷基化和环氧化,并用于包括加氢裂化和流化催化裂化在内的大规模工业过程。分子筛也用于过滤呼吸器的空气供应,例如那些潜水者和消防员使用的呼吸器。在这种应用中,空气由空气压缩机提供,并通过筒式过滤器,根据应用情况,筒式过滤器填充有分子筛和/或活性炭,较终用于给呼吸空气罐充气。这种过滤方法可以从呼吸气源中去除微粒和压缩机排气产物。上海国产分子筛厂商