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一、简答题（60分）1.简述分子筛的定义及其应用领域。
（12分）答：分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物.分子筛具有均匀的微孔结构,它的孔穴直径大小均匀,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称分子筛.多孔材料在许多领域有着广泛的应用，如微孔分子筛作为主要的催化材料、吸附分离材料和离子交换材料，在石油加工、石油化工、精细化工以及日用化工中起着越来越重要的作用。
2.分子筛的晶体结构中有哪些结构单元，并说明。
（12分）答：初级结构单元、次级结构单元、特征的链和层状结构单元。
四面体是构成分子筛骨架的最基本结构单元，即初级结构单元。
初级：TO4次级：是由初级结构单元通过共享氧原子，按不同的链接方式组成的多元环。
特征的链和层状结构单元：分子筛的骨架可以看作是由有限的结构单元或无限的结构单元构成，其中无限的结构单元即是特征的链和层状结构单元。
3.简述水热与溶剂热化学合成方法的特点。
（12分）答：（1）能合成与开发一系列特种价态、特种介稳结构、特种聚集态的新物相与物种。
（2）能够使低熔点、高蒸气压且不能在熔体中生成的物质，以及高温分解相在水热与溶剂热低温条件下晶化生成。
（3）水热与溶剂热的低温、等压与液相反应等条件，有利于生长缺陷少、控制取向与完美的晶体，且易于控制产物晶体的粒度与形貌。
（4）由于易于调节水热与溶剂热条件下的环境气氛和相关物料的氧化还原电位，因此有利于某些特定低价态、中间价态与特殊价态化合物的生成，并能均匀地进行掺杂。
4.分子筛的合成过程中主要影响因素有哪些？（列举6个以上）（12分）答：硅源，铝源，反应物硅铝比，碱条件，沉化温度和时间，晶化温度和时间，无机阳离子，有机胺结构导向剂和模板剂，醇类型，少量水加入，有机溶剂类型不同5.当前沸石晶化的机理主要有哪两种观点，并分别解释。
分子筛的一些知识沸石分子筛的广泛应用，在于它具有优异的性能。
为了深刻了解这些性能，就必须弄清分子筛的结构，而深入研究分子筛的结构与性能，反过来又将进一步促进它的应用和发展。
分子筛是一种晶体硅铝酸盐，因而，可以应用X-射线衍射进行结构分析。
通常合成分子筛是10μ以下的粉末，在使用粉末衍射法进行测试时，对于对称性较差的沸石类型，指标化及搜集强度的工作都十分困难，因此，到目前为止，仅确定了四十多种沸石的结构，还有一半左右尚未测定出来。
倘若能够得到较大的佛石单晶，采用X-射线衍射的单晶转动法更为有效。
较大的A型分子筛单晶可由种子晶体的再结晶得到。
用X-射线衍射的单晶转动法，不仅可在指标化之前，引出晶胞参数，确定骨架结构，而且还可以推定出非骨架原子（或离子）和分子和位置。
每一种分子筛都有特征的X-射线粉末衍射图样，因此由衍射图样的比较，可以确定沸石的类型。
非晶态度的凝胶不产生衍射，故X-射线分析也可以用来观察分子筛结晶的情况，混和物的衍射图样，由各组分的粉末线迭合而成，并且衍射强度随含量而变化。
所以X-射线衍射也用以确定分子筛的纯度。
现在又有一种新的红外光谱法测定分子筛的结构。
通过测定已知结构分子筛的红外光谱，找出普带的特征频率与骨架结构基团间的关系，进而测定未知结构的光谱，推导出骨架结构。
一般采用频率1300-200厘米-1的红外线。
因为这一范围包含着（Si，Al）O4四面体的基本振动，反映出骨架结构的特征。
目前，红外光谱已用于测定沸石骨架的结构类型，结构基团、骨架的硅铝组成，热分解过程中结构的变化和脱水、脱羟基过程中阳离子的迁移等。
在分子筛的应用中，表面性质十分重要。
借助红外光谱，我们可以更透彻地了解沸石的表面性质以及在各种处理中的变化，如根据吸附分子引起的光谱变化，就可知道沸石表面与吸附分子相互作用，吸附分子的位置以及催化活性和表面性质的关系等。
由于红外光谱的高度灵敏性，沸石结构的微小变化都在光谱中得到反映。
分子筛的科学和工学分子筛是少见的具有广泛应用领域的机能性物质，分子筛具有吸附作用，离子交换作用，催化作用，被广泛应用于化工和其他工程领域。
多孔材料的孔道大小分类：分子筛的构造：Zeolite: 结晶型多孔质硅铝酸盐的总称。
1756年从天然矿物中发现的 基本结构单位是四面体构造的(SiO 4)4-或者(AlO 4)5-单位(统称TO 4) 。
一个TO 4单位有四个顶点氧，这四个顶点氧分别和相邻的四个TO 4单位的顶点氧共享，逐步连成三维结构，形成结晶。
这种结晶物质具有多孔性，孔道入口处直径为0.4-0.8nm ．由于比孔道口小的分子可以进入孔道内，而比孔道口大的分子无法进入孔道．所以这种物质具有筛分分子的作用，称为分子筛．1.除Al 3+之外，3价或4价元素引入硅酸盐的骨骼，可以形成和硅铝酸盐具有同样结晶构造的金属硅酸盐．2.组成为AlPO 4的与分子筛同样多孔构造的磷铝酸盐多孔结晶体．分子筛是硅铝酸盐特有的构造，其他多种氧化物可以构成同样的结晶型多孔构造．组成一个TO4单位有四个顶点氧，这四个顶点氧分别和相邻的四个TO4单位的顶点氧共享，逐步连成三维结构，形成结晶。
Tectosilicate: 网硅酸盐．SiO2以Al3+置换骨骼中的部分Si4+时, 骨架结构呈负电性，必须在结构中引入其他阳离子如Na+,H+, Ca2+等, 补足正电荷，组成为M n Al n Si1-n O2(M为1价阳离子).International Zeolite Association, IZA 分子筛或分子筛类似物的必要条件：形成敞开3维网络体系的化合物，组成为ABn (n≈2), A成4根键，B成2根键，骨骼密度在20.5（TO4单位）以下的物质．骨骼密度：1nm3内T(含Si和Al)原子数总合．骨骼密度在21以上的物质被称为致密网硅酸盐．氧化物以外的物质也可以放在分子筛类似物的范畴． 分子筛(沸石)命名：天然矿物沸石人工合成分子筛天然沸石命名：(1)矿物学家和化学家的名字Faujasite(FAU):France(矿)B.Faujas de Saint-Fond (1741~1819) Ferrierite(FER):Canada(矿)W.F.Ferrier(1865~1950)Gmelinite(GME):German(化)C.G.Gmelin(1792~1860)Heulandite(HEU):British(矿)J.H. Heuland(1778~1856)Offretite(OFF):France(?)A.J.J.Offret(1857~)Paulingite(PAU):USA(化)L.C.Pauling(1901~1994)(2)产地命名Bikitait(BIK):津巴布韦Bikita Goosecreekite(GOO): USA Virginia state Goose Greek Quarry Mordenite(MOR,丝光沸石):Canada nava scoot state morden(3)形态组成命名(希腊语) Analcime(ANA):无Chahazite(CHA,菱沸石): 冰雹Erionite(ERI):羊毛Stibite(STI,束沸石):光泽合成沸石命名：主要有研制的公司和大学等研究机构命名。
分子筛原理| 分子筛的合成机理分子筛是什么？一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。
其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分别为一价、二价阳离子如K+、Na+和Ca2+、Ba2+等。
分子筛原理：1、吸附性能沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。
产生吸附的原因主要是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，达到分离、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，叫解析或再生。
由于沸石分子筛孔径均匀，只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附，所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样，根据分子的大小来决定是否被吸附。
由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性，能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用，或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。
这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。
2、离子交换性能通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。
沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属，它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。
离子在一定的条件下，如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。
在水溶液中，由于沸石分子筛对离子选择性的不同，则可表现出不同的离子交换性质。
金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。
扩散速度制约着交换反应速度。
通过离子交换可以改变沸石分子筛孔径的大小，从而改变其性能，达到择形吸附分离混合物的目的。
沸石分子筛经离子交换后，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，使有效孔径有所减小。
分子筛的催化作用姓名：莫大富学号：20052402534分子筛，它是具有均一微孔结构而能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。
是一种结晶型的硅铝酸盐，有天然和合成两种，其组成SiO2与Al2O3之比不同,商品有不同的型号.在化学工业、石油工业及其他部门，分子筛广泛应用于气体和液体的干燥、脱水、净化、分离、回收及催化裂化等石油加工过程的反应[1]。
分子筛催化剂，又称沸石分子筛催化剂，系指以分子筛为催化剂活性组分或主要活性组分之一的催化剂。
分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性，并有良好的热稳定性和水热稳定性，可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂[2]。
广泛应用在石油化工中作为催化裂化、裂解、选择性重整等反应。
正是由于人们认识到分子筛催化剂在催化界的重要地位，广阔的利用领域和发展前景，人们积极地投身到分子筛催化剂的研制事业。
经过他们的努力，最近出现了一些新的分子筛催化剂。
一下是其中的几种：一、纳米分子筛催化剂目前,已用小晶粒分子筛作为催化剂的反应有:加氢裂化、流化催化裂化( FCC) 、苯的烷基化、烯烃的齐聚反应、甲醇制汽油(MTG) 、甲胺的合成等。
综观这些反应结果, 小晶粒分子筛用于催化反应有以下几个特点: (1) 反应活性高。
超细分子筛的比表面积比普通的分子筛大, 表面原子数目增多,其周围缺少相邻的原子, 有很多未饱和键, 易于吸附其它原子或分子,因而表现出较高的催化活性。
如在加氢裂化过程中[3]。
(2) 对产物特有的选择性。
在FCC 过程中,采用超细的Y型分子筛为催化剂,产物中汽油和柴油的含量高,而C1 、C2 烃类的含量较低。
若采用小晶粒的β分子筛为催化剂,则产物中汽油和低碳烃类的含量比超稳Y型(USY) 分子筛高, 但柴油含量相对较低,而低碳烃类中丙烯、丁烯及异丁烷的含量较高。
(3) 抗积炭能力强。
超细分子筛作为催化剂的优良特性之一就是抗积炭能力强,并由此而使催化剂的寿命延长。
分子筛催化剂的研究进展一、本文概述分子筛催化剂，作为一种重要的多孔材料，因其独特的孔道结构和优异的催化性能，在石油化工、精细化工、环保和新能源等领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，分子筛催化剂的研究和开发也日益受到人们的关注。
本文旨在综述近年来分子筛催化剂的研究进展，包括其合成方法、改性技术、催化性能优化以及应用领域的拓展等方面。
本文将介绍分子筛催化剂的基本概念和分类，阐述其孔道结构、酸性、表面性质等关键因素对催化性能的影响。
接着，重点回顾分子筛催化剂的合成方法，包括水热合成、溶剂热合成、离子交换法等，并分析不同合成方法对催化剂结构和性能的影响。
本文还将探讨分子筛催化剂的改性技术，如金属离子交换、表面修饰、复合改性等，旨在提高催化剂的活性、选择性和稳定性。
在催化性能优化方面，本文将分析催化剂活性位点的调控、反应条件的优化以及催化剂再生等方面的研究进展。
关注分子筛催化剂在石油化工、精细化工、环保和新能源等领域的应用实例，展示其在催化裂化、烷基化、酯化、氧化等反应中的优异性能。
本文将对分子筛催化剂的未来发展趋势进行展望，探讨新型分子筛催化剂的设计思路、合成方法以及应用领域拓展等方面的挑战与机遇。
通过本文的综述，旨在为相关领域的研究人员和企业提供有益的参考和借鉴，推动分子筛催化剂技术的不断创新和发展。
二、分子筛催化剂的基本原理分子筛催化剂，以其独特的孔道结构和高的比表面积，广泛应用于石油加工、精细化工以及环境保护等领域。
其基本原理主要源于分子筛的择形催化效应和酸性催化效应。
择形催化效应是分子筛催化剂最显著的特点之一。
由于分子筛具有规则的孔道结构和狭窄的孔径，只有尺寸小于孔径的分子才能进入孔道内部进行反应，而大于孔径的分子则被排斥在外。
这种效应使得分子筛催化剂在催化反应中表现出独特的选择性，能够实现某些特定化学反应的高效催化。
酸性催化效应是分子筛催化剂的另一重要原理。
分子筛表面的酸性位点能够催化多种酸碱反应，如裂化、异构化、烷基化等。
分子筛知识概述分子筛学问概述(一)分子筛的品种型号分子筛（又称合成沸石）是一种硅铝酸盐多微孔晶体，它是由SiO和AIO四周体组成和框架结构。
在分子筛晶格中存在金属阳离子（如Na，K，Ca等），以平衡四周体中多余的负电荷。
分子筛的类型按其晶体结构主要分为：A型，X 型，Y型等A型：主要成分是硅铝酸盐，孔径为4A（1A=10-10米），称为4A（又称纳A 型）分子筛；用Ca2+交换4A分子筛中的Na+，形成5A的孔径，即为5A（又称钙A型）分子筛；用K+交换4A分子筛的Na+，形成3A的孔径，即为3A（又称钾A型）分子筛。
X型：硅铝酸盐的晶体结构不同（硅铝比大小不一样），形成孔径为9—10A的分子筛晶体，称为13X（又称钠X型）分子筛；用Ca2+交换13X分子筛中的Na+，形成孔径为9A的分子筛晶体，称为10X（又称钙X型）分子筛Y型：Y型分子筛具有X型分子筛烃似的晶体结构，但化学组成不同（硅铝比较大）通常用于催化领域。
(二)分子筛的主要特性1、物理特性：比热：约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃导热系数（脱水物）：2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃水吸附热：约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg)2、热稳定性和化学稳定性：分子筛能承受600—700℃的短暂高温，但再生温度普通在400℃以下。
分子筛可在PH值5-10范围的介质中使用；在盐溶液中能交换某些金属阳离子。
3、分子筛的特性分子筛是一类结晶的硅铝酸盐，因为它具有均一的孔径和极高的比表面积，所以具有许多优异的特点。
(1)按分子的大小和外形不同的挑选吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。
(2)对于小的极性分子和不饱和分子，具有挑选吸附性能，极性越大，不饱和度越高，其挑选吸附性越强。
(3)具有剧烈的吸水性。
哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的状况下，仍有相当高的吸水容量。
3．1、基本特性：a)分子筛对水或各种气，液态化合物可逆吸附及脱附。
