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沸石分子筛的性能与应用
来源:沸石百科 | 作者:shenshiky | 发布时间: 2019-11-07 | 211 次浏览 | 分享到:
       沸石分子筛是指具有空旷骨架和较规则孔笼结构的含碱金属或碱土金属氧化物的硅铝酸盐材料。 其从1956年被瑞典科学家发现之后便广泛应用,后因其特殊的物理特性被广泛应用于石油化工、环境保护、生物工程等领域。并且随着沸石分子筛需求量逐渐扩大,研究人员开始不断拓展多种沸石分子筛的合成方法,从而满足各个领域的需求。

       沸石分子筛具有超强的吸附性能,其之所以具有强大吸附性能,是因为分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少 到分离、清除的目的。由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,沸石分子筛就又具有吸附能力,这一过程是吸附的逆过程,被称作是解析或再生过程。



       同时,沸石分子筛也具有强大的离子交换性能,其指的是对骨架外的补偿阳离子交换过程。通过离子交换能够改变沸石分子筛的孔径大小,从而改变其性能。经离子交换后,阳离子的数目、大小和位置发生改变,如高价阳离子交换低价阳离子后使沸石分子筛中的阳离子数目减少,往往造成位置空缺使其孔径变大;而半径较大的离子交换半径较小的离子后,则易使其孔穴受到一定的阻塞,使有效孔径有开始减小。

       再次,沸石分子筛因其具有独特的晶体结构,因此有一定的催化性能。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。

       伴随着研究的不断深入,沸石分子筛逐渐从实验室走向了工业实际应用。由于其强大的性能,因此能够与反应器集成,在膜催化反应中,现反应与分离的藕合。目前研究的沸石分子筛膜的应用领域通常为渗透汽化、气体分离及膜反应器。

       正是人类实践活动的需要和应用领域的发展, 不断的推动着沸石分子筛的发展。从天然沸石到人工合成沸石、从低硅沸石到高硅沸石;从硅铝分子筛到磷铝分子筛;从超大微孔到介孔材料的出现;从无机多孔骨架发展到 MOFs,以及近期正在兴起的大孔材料等等,有效的提高了产率,降低了合成成本和环境污染。