分子篩種類,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?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。目前已發(fā)現(xiàn)有1000多種沸石礦,較為重要的有35種,常見的有斜發(fā)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(fā)現(xiàn)有大量絲光沸石和斜發(fā)沸石礦床,日本是天然沸石開采量較大的國家。②因天然沸石受資源限制,從20世紀(jì)50年代開始,大量采用合成沸石。商品分子篩常用前綴數(shù)碼將晶體結(jié)構(gòu)不同的分子篩加以分類,如3A型、4A型、5A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5A型分子篩。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償陽離子的交換。杭州工業(yè)分子篩怎么樣
下圖中的分子篩結(jié)構(gòu)應(yīng)該如何描述呢?準(zhǔn)確地說這是方鈉石籠按照金剛石中碳排列方式通過雙六元環(huán)連接形成二十六面體的超級籠,但套用分子篩界的“摩斯密碼”,F(xiàn)AU三個字母就可以簡潔準(zhǔn)確地表示上述復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。分子篩具有規(guī)則的孔結(jié)構(gòu)和固定的孔尺寸,基于尺寸可以選擇性地篩分分子。例如FAU分子篩孔口直徑是0.74 納米,那么能進入FAU分子篩中較大的分子尺寸就是0.74納米。分子篩獨特的結(jié)構(gòu)特點決定了其在吸附分離、催化反應(yīng)等領(lǐng)域能夠得到普遍的應(yīng)用。杭州工業(yè)分子篩怎么樣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。
分子篩具有準(zhǔn)確地吸附分離特定氣體的能力。采用分子篩可以從低品位的天然氣中去除其中的水、二氧化碳和二氧化硫,從而提高天然氣的純度。基于分子篩的制氧機普遍用于生產(chǎn)醫(yī)療級氧氣,眾所周知,空氣中主要成分是氮氣和氧氣,這種制氧機利用分子篩的吸附分離能力,可以吸附空氣中的氮氣,從空氣中產(chǎn)生純凈氧氣以供使用。分子篩還可以用于室內(nèi)空氣凈化,空氣中含量很低的有害氣體也會被捕集、脫除。分子篩在農(nóng)業(yè)上也得到了普遍應(yīng)用,例如研究者們發(fā)明了一種綠色果蔬保鮮袋來儲存農(nóng)產(chǎn)品,該保鮮袋內(nèi)采用分子篩作為活性成分,可以吸附乙烯。我們知道果實在成熟期會產(chǎn)生乙烯,從而誘導(dǎo)果實成熟。綠色果蔬保鮮袋內(nèi)的分子篩可以吸附乙烯,降低保鮮袋內(nèi)乙烯濃度,從而減緩農(nóng)產(chǎn)品的成熟過程并延長儲存在袋子中的產(chǎn)品的保質(zhì)期。
活性測定步驟,一般會采用程序升溫來對樣品進行處理:比如SSZ-13分子篩的測活溫度一般在300-550 ℃,那么就設(shè)定一個程序,從300-550 ℃ 每隔25 ℃設(shè)定一個點,在該點處穩(wěn)定15 min后再升溫到下一個溫度。然后,選取這15 min內(nèi)具有表示性的數(shù)據(jù)(憑感覺,選較能表示這個溫度下分子篩的催化性能的),通過紅外給出的剩余被催化氣體量,就可以算出該溫度下的轉(zhuǎn)化率。一般是直接在紅外的外接電腦上直接看,有個隨時間變換的氣體濃度圖,在每個溫度點穩(wěn)定的15min內(nèi)會出現(xiàn)一個平臺,隨機選一個數(shù)就行。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。
5A型分子篩,結(jié)晶型硅鋁酸鈣,孔徑大約是0.5nm,這種分子篩能比4A分子篩吸附更大的分子。例如,除上面提到的物質(zhì),還有丙烷、丁烷、己烷、高級正烯烴、正丁醇和更高級的伯醇,環(huán)丙烷能被吸附,但帶有支鏈的C6的烴類、環(huán)烴如苯和環(huán)己烷、或仲醇和叔醇,四氯化碳或三氟化硼等不能被吸附。盡管有機液體如四氫呋喃和二氧六環(huán)也能用這種分子篩干燥,但此類分子篩通常適用于干燥氣體。13X型分子篩,結(jié)晶型硅鋁酸鈉,孔徑大約是1nm,除能吸附上述5A型分子篩能吸附的所有物質(zhì),它還能吸附許多支鏈和環(huán)狀化合物。分子篩應(yīng)相互交替工作和再生,以保證設(shè)備連續(xù)運行。杭州工業(yè)分子篩怎么樣
分子篩按骨架元素組成可分為硅鋁類分子篩、磷鋁類分子篩和骨架雜原子分子篩。杭州工業(yè)分子篩怎么樣
分子篩有催化有機合成及其他性能的催化劑。分子篩催化劑通常只含5~15%的分子篩,其余部分為基質(zhì)?;|(zhì)常由難熔無機氧化物或其混合物和粘土組成。分子篩通式中的M通常為Na+、K+、Ca2+,這些離子可以部分或全部被半徑小、電荷多的金屬離子取代,這樣骨架結(jié)構(gòu)基本不變,但對分子篩的性能有很大影響,可使它具有特定的催化性。近年將其他原子(如鎵、鍺、鐵、硼、磷、鉻、釩、鉬和砷等)引入分子篩的硅鋁骨架中取代(或部分取代)硅或鋁,所形成的雜原子分子篩具有某些特殊的催化性能。杭州工業(yè)分子篩怎么樣