分子篩是一種粉末狀晶體,有金屬光澤,相對密度為2-2.8,天然沸石有顏色,合成沸石為白色,不溶于水,熱穩(wěn)定性和耐酸性隨著二氧化硫等組成比的增加而提高。分子篩有很大的比表面積,內(nèi)晶表面高度及化,是一類的吸附劑,也是一類的固體酸,表面有很高的酸濃度與酸強度,能引起正碳離子型的催化反應。當組成中的金屬離子與溶液中其他離子進行交換時,可調(diào)整孔徑,改變其吸附性質(zhì)與催化性質(zhì),從而制得不同性能的分子篩催化劑。
從狹義上講,分子篩是結晶態(tài)的硅酸鹽或硅鋁酸鹽,由硅氧四面體或鋁氧四面體通過氧橋鍵相連而形成分子尺寸大小的孔道和空腔體系,從而具有篩分分子的特性。然而隨著分子篩合成與應用研究的深入,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)也可以由其他很多元素所取代,其孔道和空腔的大小也可達到分子尺寸,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2nm稱為微孔分子篩、2-50nm稱為介孔分子篩、大于50nm稱為大孔分子篩。由于具有較大的孔徑,成為較大尺寸分子反應的良好載體,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用所需的苛刻條件。
由于含有電價較低而離子半徑較大的金屬離子和化合態(tài)的水,水分子在加熱后連續(xù)地失去,但晶體骨架結構不變,形成了許多大小相同的空腔,空腔又有許多直徑相同的微孔相連,這些微小的孔穴直徑大小均勻,能把比孔道直徑小的分子吸附到孔穴的內(nèi)部中來,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形狀直徑大小不同的分子、及性程度不同的分子、沸點不同的分子、飽和程度不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱為分子篩。目前分子篩在冶金、化工、電子、石油化工、天然氣等工業(yè)中廣泛使用。
常用分子篩
體行業(yè)常用的分子篩型號有:A型:鉀A(3A)、鈉A(4A)、鈣A(5a);X型:鈣X(10X)、鈉X(13X);Y型:鈉Y、鈣Y
分子篩特點
分子篩吸濕能力很強,用于氣體的純化處理,保存時應避免直接暴露在空氣中。存放時間較長并已經(jīng)吸濕的分子篩使用前應進行再生。分子篩忌油和液態(tài)水。使用時應盡量避免與油及液態(tài)水接觸。工業(yè)生產(chǎn)中干燥處理的氣體有空氣、氫氣、氧氣、氮氣、氬氣等,用兩只吸附干燥器并聯(lián),在其中一只工作的同時,另一只可以進行再生處理。相互交替工作和再生,以保證設備連續(xù)運行。干燥器在8-12℃下工作,在加溫至350℃下沖氣再生。不同規(guī)格的分子篩再生溫度略有不同。分子篩對某些有機氣相反應具有良好的催化作用。
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