分子篩是一類具有均勻微孔,主要由硅、鋁、氧及其它一些金屬陽離子構(gòu)成的吸附劑或薄膜類物質(zhì),其孔徑與一般分子大小相當(dāng),據(jù)其有效孔徑來篩分各種流體分子。沸石分子篩是指那些具有分子篩作用的天然及人工合成的晶態(tài)硅鋁酸鹽。
沸石分子篩具有*的規(guī)整晶體結(jié)構(gòu),其中每一類都具有一定尺寸、形狀的孔道結(jié)構(gòu),并具有較大比表面積。大部分沸石分子篩表面具有較強(qiáng)的酸中心,同時(shí)晶孔內(nèi)有強(qiáng)大的庫侖場起極化作用。這些特性使它成為性能優(yōu)異的催化劑。多相催化反應(yīng)是在固體催化劑上進(jìn)行的,催化活性與催化劑的晶孔大小有關(guān)。沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時(shí),催化反應(yīng)的進(jìn)行受到沸石分子篩晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形狀都可以對催化反應(yīng)起著選擇性作用。在一般反應(yīng)條件下沸石分子篩對反應(yīng)方向起主導(dǎo)作用,呈現(xiàn)了擇形催化性能,這一性能使沸石分子篩作為催化新材料具有強(qiáng)大生命力。
它具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征,表面為固體骨架,內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用??籽ㄖg有孔道相互連接,分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的潔凈性質(zhì),分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對分子進(jìn)行選擇性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子。
沸石分子篩材料的應(yīng)用,是與其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)密不可分的。例如,吸附分離性能取決于分子篩的孔道和孔體積的大??;離子交換性能取決于分子篩中陽離子的數(shù)目、位置及其孔道的可通行性;催化過程中表現(xiàn)出的擇形性與分子篩的孔道尺寸、走向相關(guān),而催化反應(yīng)中的中間產(chǎn)物以及最后產(chǎn)品和分子篩的孔道維數(shù)或其籠結(jié)構(gòu)相關(guān)。沸石分子篩按其孔或通道體系可分為小孔,中孔(介孔)和雙孔沸石三個(gè)組別。。
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