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分子筛


分子筛
定义: 具网状结构的天然或人工合成的化 学物质。

分子筛概念
狭义上讲: 分子筛是结晶态的硅酸盐 或硅铝盐,由硅氧四面体或铝 氧四面体通过氧桥键相连而形 成分子筛分子尺寸大小(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。

分子筛

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、Fe、Co、Zn、Be 和Cu等取代,其孔道和空腔的 大小也可达到2nm以上。

筛按骨架元素组成可分为: ? 硅铝类分子筛 ? 磷铝类分子筛 ? 骨架杂原子分子筛 按孔道大小划分: ? 微孔分子筛 小于2 nm ? 介孔分子筛 2-50 nm ? 大孔分子筛 大于50 nm

分子筛特点:
1、分子筛为粉末状晶体,有金属 光泽,硬度为3~5,相对密度为 2~2.8,天然沸石有颜色,合成 沸石为白色,不溶于水,热稳定 性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成 比的增加而提高。 2、分子筛有很大的比表面积,达 300~1000m2/g,内晶表面高度 极化,为一类高效吸附剂,也是 一类固体酸,表面有很高的酸浓 度与酸强度,能引起正碳离子型 的催化反应。

分子筛特点:
3、分子筛吸湿能力极强,用于 气体的纯化处理,保存时应避 免直接暴露在空气中。 4、分子筛忌油和液态水,所以 使用时应尽量避免与油及液态 水接触。

分子筛种类:
分子筛有天然沸石和合成沸石两种。 1、天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝 灰质沉积岩在海相或湖相环境中发 生反应而形成。 2、因天然沸石受资源限制,从20世纪 50年代开始,大量采用合成沸石)。

常用分子筛的简介及应用

补充:
?是光波长度和分子直径 的常用计量单位。当讨论粉尘 表面与其它表面间的范德瓦耳 斯引力时,也用?来计量表面 间的距离。?比纳米小一个数 量级。 ?与取自瑞典科学家 ?ngstr?m(1814-1874)的名 字,?的正确发音为“欧”、 “埃”。

3A分子筛简介:
? 化学式: 2/3K2O·1/3Na2O·Al2O3·2Si O2·9/2H2O ? 硅铝比:SiO2/ Al2O3≈2 ? 有效孔径:约3A 应用

3A分子筛

3A分子筛的应用:
1、各种液体(如乙醇)的干燥 。 2、空气的干燥。 3、制冷剂的干燥 。 4、天然气、甲烷气的干燥。 5、不饱和烃和裂解气、乙烯、乙 炔、丙烯、丁二烯的干燥 。

4A分子筛简介:
? 化学式: Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O ? 硅铝比:SiO2/ Al2O3≈2 ? 有效孔径:约4A

4A分子筛

4A分子筛的应用:
一.日化----涤剂助剂: 1、作为洗涤剂助剂的作用主要 是交换水中的钙离子产生软化 水,去除污垢和防止污垢再沉 积。 2、替代三聚磷酸钠作洗涤助剂 对解决环境污染有着重大作用。 3、用作香皂的成型剂、牙膏的 摩擦剂等。

4A分子筛的应用:
二.环保----污水处理: 1、工、农业、民用及水产畜牧 业排出的污水中含有氨态氮,不仅 危害鱼类等的生存、污染内养殖环 境,而且促进藻类生长,导致江河 湖泊的阻塞。由于4A分子筛对NH4+ 的高选择交换性,已成功应用于该 领域。 2、来源于金属矿山、冶炼厂、 金属表面处理和化学工业等部门排 放的污水,其中所含重金属离子对 人体危害极大。用4A分子筛处理这 些污水除了能保证水质合格外,还 能回收重金属。

4A分子筛的应用:
三.其他用途: 1、水处理----硬水软化剂,可以 代替目前我国广泛使用的磺化煤, 从而降低成本。 2、冶金工业----分离剂,分离、 提取卤水中的钾、铷、铯等。在工 业上用于富集、分离和提取金属等 工艺过程。 3、石化工业----催化剂、干燥 剂、吸附剂 。 4、农业----土壤改良剂 。 5、医药----载银沸石抗菌剂。

5A分子筛简介:
? 化学式: 3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2 SiO2·9/2H2O ? 硅铝比:SiO2/ Al2O3≈2 ? 有效孔径:约5A

5A分子筛

5A分子筛的应用:
1、天然气干燥、脱硫、脱二氧 化碳。 2、氮氧分离、氮氢分离,制 取氧、氮和氢。 3、石油脱腊、从支烃、环烃中 分离正构烃。

10X分子筛简介:
? 化学式: 4/5CaO·1/5Na2O·Al2O3·(2 .8±0.2) SiO2·(6-7)H2O ? 硅铝比:SiO2/ Al2O3≈2.63.0 ? 有效孔径:约9A

10X分子筛

10X分子筛应用:
能吸附直径小于9?的异构 烷烃、芳烃、环烷烃,用于粗 液体石蜡精制时,能优先选择 吸附分离掉粗石蜡中氮化物, 有机酸、硫化物及芳烃等极性 化合物,从面使上述极性化合 物中精液体分离出来。

13X分子筛简介:
? 化学式: Na2O·Al2O3·(2.8±0.2) SiO2·(6-7)H2O ? 硅铝比:SiO2/AL2O3≈2.6-3.0 ? 有效孔径:约10A

13X分子筛

13X分子筛应用:
1、空气分离装置中气体净化, 脱除水和二氧化碳。 2、天然气、液化石油气、液态 烃的干燥和脱硫 。 3、一般气体深度干燥 。

5A脱蜡分子筛

5A脱蜡分子筛:
5A脱蜡分子筛用途:广泛 用于石油化工、化工等脱蜡装 置中。脱蜡后的油品质量具有 低冰点的航空煤油的优良性能, 分离出的石蜡可作为合成洗涤 剂的化工原料。

Cu-13X分子筛

Cu-13X分子筛应用:
用于脱除航空煤油中极微 量的有机硫(硫醇)

富氧分子筛简介:
? 化学式: 4/5CaO·1/5Na2O·Al2O3·2 SiO2 ? 硅铝比:SiO2/Al2O3≈2 ? 有效孔径:约5A

富氧分子筛应用:
? 除具有一般5A分子筛的特性外, 主要用于变压吸附制氧。

活性氧化铝球

活性氧化铝球简介:
又名活性矾土,在催化剂 中使用氧化铝的通常专称为活 性氧化铝,它是一种多孔性、 高分散度的固体材料,有很大 的表面积,其微孔表面具备催 化作用所要求的特性,如吸附 性能、表面活性、优良的热稳 定性等,

活性氧化铝球应用:
1、在石油化工、化肥工业中,广泛用 作催化剂、催化剂载体。活性氧化 铝又具有吸附特性,因而用作气体 和液体的干燥剂、气体净化的吸附 剂、饮水除氟剂、工业污水的颜色 和气味消除剂等。 2、可与家用除氟缸配套使用,是家庭 中理想的饮水除氟装置。本除氟滤 料也可与自来水厂除氟装置或工业 用除氟装置配套使用。

补充:
1、中空玻璃专用分子筛 2、XH系列制冷剂专用分子筛 3、13XAPG分子筛

分子筛生产方法
水热合成法: 用于制取纯度较 高的产品,以及合成自然界中 不存在的分子筛。将含硅化合 物(水 玻璃、硅溶胶等)、 含铝化合物(水合氧化铝、铝 盐等)、碱(氢氧化钠、氢氧 化钾等)和水按适当比例混合, 在热压釜中加热一定时间,即 析出分子筛晶体。

分子筛生产方法
水热转化法: 在过量碱存在 时,使固态铝硅酸盐水热转化 成分子筛。所用原料有高岭土、 膨润土、硅藻土等,也可用合 成的硅铝凝胶颗粒。此法成本 低,但产品纯度不及水热合成 法。 离子交换法: 通常在水溶液中 将Na-分子筛转变为含有所需 阳离子的分子筛。

展望:
分子筛因其特殊的结构和优异 的催化性能在许多有机反应中表现 出良好的反应活性和选择性,因此 广泛应用于石化、工业中。最近几 年来,随着人们对环保意识的逐渐 增强,采用绿色合成和负载合成方 法已成为分子筛合成的重要方向。 特别是新型分子筛的合成和应用, 相信在未来的几十年内,分子筛在 工业生产中具有更加广阔的应用前 景。

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