沸石分子筛（结晶铝硅酸金属盐的水合物）

沸石分子筛

结晶铝硅酸金属盐的水合物

沸石分子筛具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。分子筛泛指具有均一微孔而能选择性地吸附直径小于其孔径的分子的一类吸附剂。如沸石分子筛、碳分子筛、微孔玻璃分子筛等。常用的沸石分子筛，系结晶硅铝酸盐，其化学通式为〔M2(Ⅰ)·ChemicalbookM(Ⅱ)〕O·Al2O3·nSiO2·mH2O，其中M(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为1价和2价金属离子，n为硅铝比，m为结晶水分子数。有A型、X型、Y型等型号，孔径在3～10之间。

简介

分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子，因而被形象地称为“分子筛”。

沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表阳离子，m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构，孔径为3～10Å。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔（也称“窗口”）相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。沸石分子筛在自然界中即可存在，人工大量合成是从上世纪70年代开始。

基本性状

它具有晶体的结构和特征，表面为固体骨架，内部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。由于孔穴的洁净性质，分子筛的孔径分布非常均一。分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子。

沸石分子筛按其孔或通道体系可分为小孔，中孔（介孔）和双孔沸石三个组别．

可用于富氧空气的变压吸附分离。

组别

沸石分子筛按其孔或通道体系可分为小孔，中孔和双孔沸石三个组别。

小孔沸石的孔口属八元环体系，其最大的自由直径为0.43nm.包括林德Ａ(lindeA),毛沸石(erionite),菱沸石(chabazite),ZK-5,ZK-4,ZK-21,ZK-22等等。

中孔沸石属十元环体系，其通道开口居于较小的八元环和较大的十二元环之间，最大的自由直径为0.63nm．主要包括浊沸石(laumontite),ZSM-5,ZSM-12,ZSM-23,ZSM-48,ZSM-11等等。

双孔主要是具有两组孔结构，即有十二元和八元环孔口或十元和八元孔口的交联通道．包括丝光沸石，菱钾沸石(offretite)，林德Ｔ，纳菱沸石(gmelnite)，片沸石(heulandite)，或斜法费石(clinoptilolite)，镁碱沸石9ferrierite)，ZSM-35,ZSM-38,辉沸石z9stilbite),环晶石z9dachiardite),柱沸石(epistilbite)等等。

特点

沸石分子筛的吸附作用有两个特点：

（1）表面上的路易斯中心极性很强；

（2）沸石中的笼或通道的尺寸很小，使得其中的引力场很强。因此，其对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。即使吸附质的分压（或浓度）很低，吸附量仍很可观。沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关，而且还与其极性有关，因此，沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分离。

参考资料

1.沸石分子筛性质、用途与生产工艺 ·chemicalbook