分子篩作為備受廣大市場歡迎喜愛的一種環(huán)保產(chǎn)品,其可以作用于多個方面,如用于醫(yī)療、家用、工業(yè)等,都是比較不錯的選擇。下面圍繞著分子篩的分類、結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方法等一起來了解一下。
分子篩成品
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。
2、因天然沸石受資源限制,后大量采用合成沸石。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。
分子篩結(jié)構(gòu)
由蛋白多糖聚合體曲折盤繞形成多微孔的篩狀結(jié)構(gòu)稱為分子篩。分子篩只允許小于其微孔的物質(zhì)通過,對大于其微孔的大分子物質(zhì)、細菌等則具有屏障作用。使基質(zhì)成為限制細菌等有害物質(zhì)擴散的防御屏障。溶血性鏈球菌和癌細胞等能產(chǎn)生透明質(zhì)酸酶,分解蛋白多糖,破壞基質(zhì)結(jié)構(gòu),得以擴散。蛋白多糖聚合體上還結(jié)合著許多親水基團,能結(jié)合大量水分子,形成細胞外膜,它的孔穴直徑大小均勻,這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部,并對及性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力,因而能把及性程度不同、飽和程度不同、分子大小不同及沸點不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱分子篩。由于分子篩具有吸附能力高,熱穩(wěn)定性強等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點,使得分子篩獲得廣泛的應(yīng)用。
分子篩生產(chǎn)方法有水熱合成、水熱轉(zhuǎn)化和離子交換法等:
1、水熱合成法用于制取純度較高的產(chǎn)品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、堿(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當(dāng)比例混合,在熱壓釜中加熱一定時間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示:工業(yè)生產(chǎn)流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變成品的結(jié)構(gòu)。
2、水熱轉(zhuǎn)化法在過量堿存在時,使固態(tài)鋁硅酸鹽水熱轉(zhuǎn)化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產(chǎn)品純度不及水熱合成法。
3、離子交換法通常在水溶液中將Na-分子篩轉(zhuǎn)變?yōu)楹兴桕栯x子的分子篩,溶液中不同性質(zhì)的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對陽離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序為Ag+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數(shù)表示交換結(jié)果:交換度,即交換下來的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分數(shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當(dāng)量數(shù);交換效率,表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質(zhì)量百分數(shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時尚需將交換所得產(chǎn)物與其他組分調(diào)配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調(diào)配好的物料經(jīng)成型即可進行催化劑的活化。
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