本文將具體介紹沸石分子篩的研究狀況及在空分系統(tǒng)中的應(yīng)用。沸石分子篩具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征,表面為固體骨架,內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之間有孔道相互連接,分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的結(jié)晶性質(zhì),分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子,因而被形象地稱為”分子篩”。分子篩吸附或排斥的功能受分子的電性影響。合成沸石具有根據(jù)分子的大小和極性而進(jìn)行選擇性吸附的特殊功能,因而可以對(duì)氣體或液體進(jìn)行干燥或純化,這也是分子篩可以進(jìn)行分離的基礎(chǔ)。合成沸石可以滿足工業(yè)界對(duì)吸附和選擇特性產(chǎn)品的普遍需求,在工業(yè)分離中也大量應(yīng)用到合成沸石分子篩。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。廣東13X分子篩廠家精選
分子篩的化學(xué)組成通式為:(Mn+)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M表示金屬離子(人工合成時(shí)通常為Na),n表示金屬離子價(jià)數(shù),x表示SiO2的摩爾數(shù),也稱為硅鋁比,p表示水的摩爾數(shù)。分子篩骨架的較基本結(jié)構(gòu)是 SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結(jié)合而形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶。這種結(jié)合形式,構(gòu)成了具有分子級(jí)、孔徑均勻的空洞及孔道。由于結(jié)構(gòu)不同,形式不同,“籠”形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “籠”的結(jié)構(gòu)。A型、X型和Y型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。廣東13X分子篩廠家精選氣體行業(yè)常用的分子篩型號(hào);分子篩;方鈉型,如A型:鉀A(3A),鈉A(4A),鈣A(5A)。
應(yīng)用,分子篩通常被用于石油工業(yè),尤其是用于干燥氣流。例如,在液態(tài)天然氣(LNG)工業(yè)中,需要將天然氣的含水量降低到1 ppmv以下,以防止冰凍造成堵塞。在實(shí)驗(yàn)室中,分子篩被用于干燥溶劑。事實(shí)證明,“篩子”優(yōu)于通常采用侵蝕性干燥劑的傳統(tǒng)干燥技術(shù)。當(dāng)分子篩指代“沸石”時(shí),它被用于普遍的催化應(yīng)用。分子篩可以催化烷烴異構(gòu)化、烷基化和環(huán)氧化,并用于包括加氫裂化和流化催化裂化在內(nèi)的大規(guī)模工業(yè)過程。分子篩也用于過濾呼吸器的空氣供應(yīng),例如那些潛水者和消防員使用的呼吸器。在這種應(yīng)用中,空氣由空氣壓縮機(jī)提供,并通過筒式過濾器,根據(jù)應(yīng)用情況,筒式過濾器填充有分子篩和/或活性炭,較終用于給呼吸空氣罐充氣。這種過濾方法可以從呼吸氣源中去除微粒和壓縮機(jī)排氣產(chǎn)物。
分子篩是一種具有均勻大小的孔(非常小的孔)的材料。這些孔徑大小上與化學(xué)小分子相似,因此大分子不能進(jìn)入分子篩或被吸附,而小分子可以。當(dāng)分子的混合物遷移和通過被稱為篩子(或基質(zhì))的多孔半固體物質(zhì)的固定床時(shí),分子量較高的組分(不能進(jìn)入分子孔)首先離開床層,隨后是依次較小的分子。一些分子篩被用于色譜分析,這是一種根據(jù)分子大小對(duì)分子進(jìn)行分類的分離技術(shù)。其他分子篩被用作干燥劑(例如活性炭和硅膠)。分子篩直徑的測(cè)量單位為埃(?)或納米(nm)。分子篩可用于氣體和液體的干燥、純化、分離和回收。
隨著分子篩合成與應(yīng)用研究的深入,研究者發(fā)現(xiàn)了磷鋁酸鹽類分子篩,并且分子篩的骨架元素(硅或鋁或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,其孔道和空腔的大小也可達(dá)到2 nm以上,因此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;按孔道大小劃分,孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子篩分別稱為微孔、介孔和大孔分子篩。由于具有較大的孔徑,成為較大尺寸分子反應(yīng)的良好載體,但介孔材料的孔壁為非晶態(tài),致使其水熱穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性尚不能滿足石油化工應(yīng)用所需的苛刻條件。分子篩在工業(yè)生產(chǎn)中干燥處理的氣體有,空氣,氫氣,氧氣,氮?dú)?,氬氣等。廣東13X分子篩廠家精選
20世紀(jì)60年代開始,分子篩在石油煉制工業(yè)中用作裂化催化劑。廣東13X分子篩廠家精選
13X分子篩活性粉末系列是通過將分子篩的原始部分脫水獲得的分子篩。它具有一定的分散性和較快的吸附速度。主要用作涂料、涂料、樹脂和相關(guān)粘合劑的添加劑。分子篩再生為了獲得良好的性能和較長(zhǎng)的使用壽命,必須在一段時(shí)間后對(duì)分子篩進(jìn)行再生。正確再生的分子篩與新鮮分子篩一樣低,其吸附和機(jī)械性能會(huì)隨著時(shí)間的推移而衰減。如果顆粒大小不同的豆子混合到一起,如何快速地將它們分離呢?使用篩孔不同的幾個(gè)篩子來分離不同大小的豆子可能是一個(gè)不錯(cuò)的方法。那么,如果篩孔的尺寸不斷減小到納米尺度,是不是就可以篩分直徑不同的分子了?這種可以篩分分子的工具就是分子篩。廣東13X分子篩廠家精選