类似于NaCl的立方晶系结构。若将NaCl晶格中的Na+和Cl-全部换成 β笼,并将相邻的β笼用γ笼联结起来就得到A-型分子筛的晶体结构。8个β笼联结后形成一个方钠石结构,如用γ笼做桥联结,就得到A-型分子筛结构。中心 有一个大的α的笼。α笼之间通道有一个八元环窗口,其直径为4,故称4A分子筛。若4A分子筛上70%的Na+为Ca2+交换,八 元环可增至5,对应的沸石称5A分子筛。反之,若70%的Na+为K+交换,八元环孔径缩小到3,对应的沸 石称3A分子筛。
X-型和Y-型分子筛
类似金刚石的密堆六方晶系结构。若以β笼为结构单元,取代金刚石的碳原子结 点,且用六方柱笼将相邻的两个β笼联结,即用4个六方柱笼将5个β笼联结一起,其中一个β笼居中心,其余4个β笼位于正四面体顶点,就形成了八面体沸石型 的晶体结构。用这种结构继续连结下去,就得到X-型和Y型分子筛结构。在这种结构中,由β笼和六方柱笼形成的大笼为八面沸石笼,它们相通的窗孔为十二元 环,其平均有效孔径为0.74nm,这就是X-型和Y-型分子筛的孔径。这两种型号彼此间的差异主要是Si/Al比不同,X-型为1~1.5;Y型为 1.5~3.0。
丝光沸石型分子筛
这种沸石的结构,没有笼而是层状结构。结构中含有大量的五元环,且成对地联系 在一起,每对五元环通过氧桥再与另一对联结。联结处形成四元环。这种结构单元进一步联结形成层状结构。层中有八元环和十二元环,后者呈椭圆形,平均直径 0.74nm,是丝光沸石的主孔道。这种孔道是一维的,即直通道。
高硅沸石ZSM(Zeolite Socony Mobil)型分子筛
这种沸石有一个系列,广泛应用的为ZSM-5,与之结构相同的有ZSM-8和 ZSM-11;另一组为ZSM-21、ZSM-35和ZSM-38等。ZSM-5常称为高硅型沸石,其Si/Al比可高达50以上,ZSM-8可高达 100,这组分子筛还显出憎水的特性。它们的结构单元与丝光沸石相似,由成对的五元环组成,无笼状空腔,只有通道。ZSM-5有两组交叉的通道,一种为直 通的,另一种为之字型相互垂直,都由十元环形成。通道呈椭圆形,其窗口直径为(0.55-0.60)nm。属于高硅族的沸石还有全硅型的 Silicalite-1,结构与ZSM-5一样,Silicalite-2与ZSM-11一样。
11.1
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分子筛(又称合成沸石)是一种硅铝酸盐多微孔晶体。它是由硅氧、铝氧四面体组成基本的骨架结构,在晶格中存在着金属阳离子(如 Na+,K+,Ca2+,Li+ 等),以平衡晶体中多余的负电荷。分子筛的类型按其晶体结构主要分为:A型,X型,Y型等。
主要用于汽车、建筑玻璃、医药、油漆涂料、包装等领域。
——分子筛性能
吸附性能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
筛分性能:分子筛的孔径分布非常均一,只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。
——分子筛用途
压缩空气干燥专用分子筛
分子筛广泛用于压缩空气后设备处理吸干机,因其在高温或者相对湿度很低的情况下,吸附水有能力远大于其它吸附剂。与JZ-K1活性氧化铝搭配使用在特定型号的吸干机中,很大程度上的提高露点,以满足客户的需求。
空气分离专用分子筛
分子筛用于空分行业纯化空气中氧氮原料气具有极高的效能,它能把空气中影响氧氮分离性能的少量CO2和H2O杂质彻底脱除,避免空分精馏过程中出现冻塔现象,是空分行业配套的专用吸附剂。
天然气的干燥
分子筛可以用于油田伴生气,天然气的干燥,以排除甲烷以外的水和其它烃类。如它可以吸附H2O,H2S,CO2,SO2,CO,乙炔,乙烷,乙烯,丙烯等。
石油裂解气干燥
分子筛可以用于石油裂解气等,以及干燥工业油脂中的水份和液相干燥C2-C7宽馏份石油烃等。