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沸石分子篩的性能與應(yīng)用
來(lái)源:沸石百科 | 作者:shenshiky | 發(fā)布時(shí)間: 2019-11-07 | 1602 次瀏覽 | 分享到:
       沸石分子篩是指具有空曠骨架和較規(guī)則孔籠結(jié)構(gòu)的含堿金屬或堿土金屬氧化物的硅鋁酸鹽材料。 其從1956年被瑞典科學(xué)家發(fā)現(xiàn)之后便廣泛應(yīng)用，后因其特殊的物理特性被廣泛應(yīng)用于石油化工、環(huán)境保護(hù)、生物工程等領(lǐng)域。并且隨著沸石分子篩需求量逐漸擴(kuò)大，研究人員開(kāi)始不斷拓展多種沸石分子篩的合成方法，從而滿足各個(gè)領(lǐng)域的需求。

       沸石分子篩具有超強(qiáng)的吸附性能，其之所以具有強(qiáng)大吸附性能，是因?yàn)榉肿右ψ饔迷诠腆w表面產(chǎn)生的一種“表面力”，當(dāng)流體流過(guò)時(shí)，流體中的一些分子由于做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞到吸附劑表面，在表面產(chǎn)生分子濃聚，使流體中的這種分子數(shù)目減少 到分離、清除的目的。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化，只要設(shè)法將濃聚在表面的分子趕跑，沸石分子篩就又具有吸附能力，這一過(guò)程是吸附的逆過(guò)程，被稱作是解析或再生過(guò)程。



       同時(shí)，沸石分子篩也具有強(qiáng)大的離子交換性能，其指的是對(duì)骨架外的補(bǔ)償陽(yáng)離子交換過(guò)程。通過(guò)離子交換能夠改變沸石分子篩的孔徑大小，從而改變其性能。經(jīng)離子交換后，陽(yáng)離子的數(shù)目、大小和位置發(fā)生改變，如高價(jià)陽(yáng)離子交換低價(jià)陽(yáng)離子后使沸石分子篩中的陽(yáng)離子數(shù)目減少，往往造成位置空缺使其孔徑變大；而半徑較大的離子交換半徑較小的離子后，則易使其孔穴受到一定的阻塞，使有效孔徑有開(kāi)始減小。

       再次，沸石分子篩因其具有獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，因此有一定的催化性能。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(duì)催化反應(yīng)起著選擇性作用。

       伴隨著研究的不斷深入，沸石分子篩逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向了工業(yè)實(shí)際應(yīng)用。由于其強(qiáng)大的性能，因此能夠與反應(yīng)器集成，在膜催化反應(yīng)中，現(xiàn)反應(yīng)與分離的藕合。目前研究的沸石分子篩膜的應(yīng)用領(lǐng)域通常為滲透汽化、氣體分離及膜反應(yīng)器。

       正是人類實(shí)踐活動(dòng)的需要和應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展， 不斷的推動(dòng)著沸石分子篩的發(fā)展。從天然沸石到人工合成沸石、從低硅沸石到高硅沸石；從硅鋁分子篩到磷鋁分子篩；從超大微孔到介孔材料的出現(xiàn)；從無(wú)機(jī)多孔骨架發(fā)展到 MOFs，以及近期正在興起的大孔材料等等，有效的提高了產(chǎn)率，降低了合成成本和環(huán)境污染。