分子筛结构分子筛结构,狭义上讲,分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐,由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小(通常为0.3~2.0 nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性。然而随着分子筛合成与应用研究的深入,研究者发现了磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅或铝或磷)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达到2 nm以上,因此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;按孔道大小划分,孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。由于具有较大的孔径,成为较大尺寸分子反应的良好载体,但介孔材料的孔壁为非晶态,致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。分子筛利用变压吸附系统或真空变压吸附系统分离氧气和氮气。江苏中空玻璃分子筛批发
根据IUPAC规定,微孔材料的孔径小于2 nm(20 Å),大孔材料的孔径大于50 nm(500 Å);介孔材料位于它们中间,孔径在2至50 nm (20–500 Å)之间。分子筛可以是微孔、介孔或大孔材料。微孔材料(孔径< 2 nm),沸石(铝硅酸盐矿物,不要与硅酸铝混淆),LTA沸石:3–4,多孔玻璃:10 Å (1 nm)及以上,活性炭:0–20 Å (0–2 nm)及以上。粘土、蒙脱土混合物、埃洛石(高岭土):发现了两种常见的形式,当粘土含水时,层间距为1 nm,当脱水时(脱水高岭土),层间距为0.7 nm。埃洛石通常以直径平均为30 nm、长度在0.5到10微米之间的小圆柱体的形式存在。1.2 介孔材料(2-50 nm),二氧化硅(用于制造硅胶):24 Å (2.4 nm),1.3 大孔材料(> 50 nm),介孔二氧化硅,200–1000 Å (20–100 nm))。安徽变压吸附分子筛批发这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。
下图中的分子筛结构应该如何描述呢?准确地说这是方钠石笼按照金刚石中碳排列方式通过双六元环连接形成二十六面体的超级笼,但套用分子筛界的“摩斯密码”,FAU三个字母就可以简洁准确地表示上述复杂的结构。分子筛具有规则的孔结构和固定的孔尺寸,基于尺寸可以选择性地筛分分子。例如FAU分子筛孔口直径是0.74 纳米,那么能进入FAU分子筛中较大的分子尺寸就是0.74纳米。分子筛独特的结构特点决定了其在吸附分离、催化反应等领域能够得到普遍的应用。
催化性能,沸石分子筛具有独特的规整晶体结构,其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构,并具有较大比表面积。大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心,同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。这些特性使它成为性能优异的催化剂。多相催化反应是在固体催化剂上进行的,催化活性与催化剂的晶孔大小有关。沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时,催化反应的进行受到沸石分子筛晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。分子筛对水、极性分子和不饱和有机化合物有很高的亲和力,其优势超过了硅胶、氧化铝或活性炭。
由于加热后水分子不断损失,但晶体骨架结构保持不变,形成许多大小相同的空腔,空腔由多个直径相同的微孔连接,材料的分子具有相同的直径。直径小于孔的孔被吸附在空腔中。比孔大的分子被排斥,因此不同大小的分子被分离,直到筛选分子的作用被称为分子筛。主要用于各种气体、液体的深度干燥,气体、液体、催化剂载体等的分离纯化,因此普遍应用于炼油、石化、化工、冶金、电子、国家防护等行业,也越来越普遍地应用于医疗、光学、农业、环保等诸多方面。分子筛对某些有机气相反应具有良好的催化作用。安徽变压吸附分子筛批发
分子筛在化学工业中作为固体吸附剂,被其吸附的物质可以解吸,分子筛用后可以再生。江苏中空玻璃分子筛批发
分子筛的催化性能,大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心,同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。这些特性使它成为性能优异的催化剂。而且晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。分子筛的结构:基本结构组成:一级结构:硅氧四面体、铝氧四面体;二级结构:氧、硅或铝连接成环;三级结构:二级结构通过氧桥互相连接形成多面体笼;四级结构:不同类型的笼进一步排列形成分子筛。其实分子筛的催化性能是通过质子传递或授受电子对完成催化作用的。这就与分子筛酸性有关。分子筛催化剂按酸碱的性质可分为两类:质子酸碱(亦称布朗斯台德酸碱,简称B酸、B碱)催化剂和路易斯酸碱(简称L酸、L碱)催化剂。由B酸和L酸结合成的催化剂,具有很高的酸强度,称较强酸催化剂。简单来说B酸是指能给出质子( H + ) 的物质,L酸是指能接受电子对的物质。江苏中空玻璃分子筛批发