分子筛的合成、表征及性能研究 姓名好 班级：好 学号：好 2014年01月11日
一、实验设计思路 二、实验目的 1.了解分子筛的主要特点和用途； 2.了解水热法的主要特点和一些基本实验操作； 3.掌握X 射线衍射表征方法的原理及实验操作； 4.掌握氮气吸附法测多孔材料孔结构参数的原理及操作； 5.掌握沸石分子筛化学组成的测定方法； 6.通过比较、分析不同类型分子筛在离子交换、吸附性能上的差异。 三、实验原理 分子筛材料，广义上指结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分；狭义上分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。 分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。按孔道大小划分，小于2 nm 称为微孔分子筛，2～50 nm 称为介孔分子筛，大于50 nm 称为大孔分子筛。按照分子筛中硅铝比的不同，可以分为A 型(1.5～2.0)，X 型(2.1～3.0)，Y 型(3.1～6.0)，丝光沸石(9～11)，高硅型沸石(如ZSM －5)等，其通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O ，其中M 代表K 、Na 、Ca 等。商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A 型、4A 型、5A 型分子筛等。4A 型即孔径约为4A ；含Na+的A 型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A ，即为3A 型分子筛；如Na-A 中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A ，即为5A 型分子筛。X 型分子筛称为 13X （又称Na-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Ca-X 型）分子筛。 A 型分子筛结构，类似于NaCl 的立方晶系结构，如将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，就会得到A 型分子筛的晶体结构；X 型和Y 型 合成 材料 组成、结构 性能 硅铝比 结构导向剂 介孔分子筛 A 型 沸石分子筛X 型 Y 型 氧化硅介孔 M m/2O ·Al 2O 3·nSiO 2·xH 2O 微孔 大分子吸附 小分子吸附 离子交换
4A分子筛属于一种碱金属硅铝酸盐，作用是吸附各种例如水、NH3、H2S、二氧化硫、二氧化碳、C2H5OH、C2H6、C2H4等等,这些列举的临界直径小于4A的分子。4a分子筛价格哪家好？您可以选择安徽天普克环保吸附材料有限公司，下面小编为您介绍，希望能给您带来一定程度上的帮助。 4A分子筛的孔径为4A，吸附水，甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯，不吸附直径大于4A的任何分子（包括丙烷），对水的选择吸附性能高于任何其他分子。是工业上用量最大的分子筛品种之一。广泛应用于气体、液体的干燥，也可用于某些气体或液体的精制和提纯，如氩气的制取。
4A分子筛作为洗涤剂助剂的作用主要是交换水中的钙离子产生软化水，去除污垢和防止污垢再沉积。4A分子筛是目前代磷助洗剂中应用最多和应用最成熟的产品。4A分子筛替代三聚磷酸钠作洗涤助剂对解决环境污染有着重大作用。4A分子筛还可用作香皂的成型剂、牙膏的摩擦剂等。 4A分子筛可以去除污水中的NH3-N及Pb2+、Cu2+、Zn2+、、Cd2+等。工农业、民用及水产畜牧业排出的污水中含有氨态氮，不仅危害鱼类等的生存、污染内养殖环境，而且促进藻类生长，导致江河湖泊的阻塞。由于4A分子筛对NH4+的高选择交换性，已成功应用于该领域。来源于金属矿山、冶炼厂、金属表面处理和化学工业等
部门排放的污水，其中所含重金属离子对人体危害极大。用4A分子筛处理这些污水除了能保证水质合格外，还能回收重金属。 安徽天普克环保吸附材料有限公司是原上海摩力克分子筛有限公司直属公司,本公司成立于2004年，由于生产量扩增，本公司在安徽合肥空港寿县新桥产业园投资建设生产基地。公司目前拥有年产2000吨分子筛、1500吨活性氧化铝生产线各一条。 产品系列化、经营多元化，这些都是企业的发展方针，而OEM----更是公司多年的经营模式，并且得到广泛好评。我们的用户涉及石油、化工、冶金、汽车、空调、电子仪表等行业，我们的客户群不仅是在国内而且遍及东南亚、欧美等地。公司热忱欢迎国内外客商与我们真诚合作。我们将以精美的产品、可靠的技术、精益求精的服务满足广大客户的要求。 分子筛广泛用于制氧、炼油、化工化肥、医药、钢铁、冶金、酒精、玻璃行业，是气体、液体纯制、分离干燥的好的产品。安徽天普克环保吸附材料有限公司始建于2001年，已有18多年历史，产品有分子筛系列3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、lOX分子筛、13x 分子筛、K13X中空玻璃专用分子筛、变压吸附、富氧专用分子筛、活性氧化铝、瓷球等塔填料。
本科毕业设计翻译题目：三种天然气脱水方法的比较 学生姓名：岳韬 学号：10122113 专业班级：油气储运工程10-1班 指导教师：王鑫 2014年6月20日
中国石油大学（华东）本科毕业设计 目录 1引言 (1) 2脱水方法 (1) 2.1吸收法 (1) 2.2吸附 (2) 2.3冷凝 (4) 3实验 (5) 4结果 (5) 5讨论 (6) 缩略词 (7) 参考文献 (7)
第1章引言 三种天然气脱水方法的比较 Michal Netusil，Pavel Ditl 捷克技术大学过程工程系，布拉格6区,16607，捷克共和国 [2011年4月6日收稿，2011年5月23日修订] 摘要 本文比较在工业中广泛应用的三种天然气脱水方法：（1）三甘醇脱水（2）固体干燥剂脱水（3）蒸馏。根据它们所需的能量和适应性进行比较。通过一个能每小时处理105Nm饱和天然气的模型进行能量计算，其中饱和天然气为30℃，压力为7—20Mpa。出口天然气湿度与于压力为4Mpa气、露点为-10℃的气体相同。 关键词：气藏；地下储气库；天然气；天然气脱水 1引言 天然气脱水的主题一直与天然气储存紧密相连。天然气储存的想法之所以如此吸引人有两个基本的原因。第一，它可以减少对供应的依赖；第二，它能最大限度利用配气管网的储量。天然气在夏季需求量低时被储存起来，冬季取暖需要大量天然气时被取出来。地下储气库是最好的大量储存天然气的选择。欧盟现在最多有约130个地下储气库，最大理论总储量大约为95亿方。根据最新数据，到2020年欧洲还将额外储存70亿方[1]。 地下储气库有三种类型：（1）含水层（2）枯竭的油气田（3）盐穴库。每一种类型都有自己特有的物理性质。通常储气库内允许存储压力达到20MPa。当气体注入时压力升高，气体采出时压力下降。外输气体压力取决于后续配气管网。门站压力通常在7MPa。天然气温度通常在20-35℃。精确的温度随着储气库的位置和储存年限变化。储气库的缺点是储存时气体被水分饱和。在枯竭的油气田型地下储气库中，重烃还会污染储存气体。输气规范规定的允许湿度用天然气的露点温度表示。4MPa天然气的露点通常是-7℃[2]。这个值大致相当于4MPa下5gH2O/m3。饱和天然气的湿度。它由储气库的温度和压力决定。这些在气体加工工程技术手册数据手册（12版）20章得图20中有详细说明。天然气平均湿度比要求值高出五倍。因此在天然气输送前脱水是必要的流程。本文通过能量消耗和适用性比较工业中应用的脱水方法。 2脱水方法 2.1吸收法 第一种脱水方法是吸收。吸收剂通常用三甘醇（TEG）。吸收过程在一个接触器（板式塔或包床）进行。在里面三甘醇顺向流动，湿天然气逆向流动。接触过程中三甘醇吸水成为富液从接触器底部流出；富三甘醇继续流入换热器，然后流入闪蒸罐。换热器在汽提塔的顶部。 在这里蒸汽被从流体中释放出来实现分离。三甘醇进入三甘醇换热器的冷端。在这之后，加热的三甘醇被过滤后喷入塔中。从那里，三甘醇进入再沸器，在再沸器中水从三甘醇中沸出。再沸器内部温度不能超过三甘醇的分解温度208℃。再生的三甘醇被泵回三甘醇换热器的热端。整个过程如图1所示[3]。
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。那么，4a分子筛的结构是什么？为此，安徽天普克环保吸附材料有限公司为大家总结了相关信息，希望能够为大家带来帮助。 分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被称为“分子筛”。分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体，从而被吸附，否则，被排斥。 分子筛根据不同物质分子的极性决定优先吸附的次序。按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。对于小的极性分子和不饱和分子，具有选择吸附性能，极性越大，不饱和度越高，其选择吸附性越强。 A型分子筛属于分子筛其中的一种，其结构与NaCl的很相似，属于立方晶系。由于4A分子筛的有效孔径为0.4nm,故称为4A分子
筛，其空间网络结构由硅氧四面体单元[SiO4]和铝氧四面体[AlO4]单元交错排列而成。 安徽天普克环保吸附材料有限公司是原上海摩力克分子筛有限公司直属公司,本公司成立于2004年，由于生产量扩增，本公司在安徽合肥空港寿县新桥产业园投资建设生产基地。公司目前拥有年产2000吨分子筛、1500吨活性氧化铝生产线各一条。 二期工程将建成4000吨分子筛生产线。公司全面推行ISO9001质量管理体系，建有现代化的实验室和质量控制中心。现有工程技术人员20人，其中工程师8人。 产品系列化、经营多元化，这些都是企业的发展方针，而OEM----更是公司多年的经营模式，并且得到广泛好评。我们的用户涉及石油、化工、冶金、汽车、空调、电子仪表等行业，我们的客户群不仅是在国内而且遍及东南亚、欧美等地。公司热忱欢迎国内外客商与我们真诚合作。我们将以精美的产品、可靠的技术、精益求精的服务满足广大客户的要求。
分子筛生产工艺技术及应用简介 1、分子筛简介 分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，其品种达到数十种。分子筛有很大的比表面积,达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。 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，并对极性分子和不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。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。 分子筛按照其用途主要分为两个大的领域：一个是作为吸附材料(吸附剂)，应用领域包括石油炼制、石油化工、煤化工、化肥、冶金、电子等行业，用做气体的分离、干燥、净化，主要品种有3A、4A、5A、13X分子筛；另一个是作为固体酸催化剂用于石油炼制和石油化工，主要品种有HZSM-5、USY等。 2、分子筛生产
分子筛的生产过程分为两个阶段：一个是分子筛原粉的合成；另一个就是分子筛的成型。 2.1分子筛的合成 分子筛是用硅的化合物（例如硅溶胶、硅酸钠等）、铝的化合物（例如活性氧化铝、铝盐等）、碱（例如氢氧化钠等）以及模板剂在水热条件下合成的，由此制备的产品称为分子筛原粉，是一种极其细小的硅铝酸盐晶体材料，晶体直径在100纳米左右，不能直接用于工业生产过程，必须加工成一定形状和大小的颗粒才具有实用价值。分子筛的合成过程需要消耗大量的基础化学品和净化水，并产生大量的废液和污水，需要配备有原水净化和污水处理装置。 2.2 分子筛成型 分子筛按照其用途不同需要加工成不同的形状。目前，工业上常用的分子筛有三种形状：条状、球状和微球状。其中条状和球状分子筛最为常见，广泛用做吸附剂和固定床酸催化剂。而微球状分子筛只有在流化床反应器中使用，是作为酸催化剂。分子筛成型过程的作用主要有两个：一个是将分子筛加工成一定的形状，以满足不同类型反应器的装填要求；另一个就是使得分子筛成品具有一定的强度，保证分子筛成品在使用过程中能抗拒工艺条件（如温度、压力、流体冲刷、再生等）对其结构的破坏，分子筛成品的强度越高，在使用中粉化越少，床层的压降越小，使用寿命越长。 通常作为吸附剂的分子筛成品，例如3A、4A、5A、13X分子筛都是加工成不同颗粒大小的条状和球状。
高岭土合成4A分子筛及其表征Ξ 雷家珩,佟 钰ΞΞ,雷丽文,罗大兵,袁启华 武汉工业大学材料学院,湖北武汉430070 摘 要: 采用TG-DT A、XRD、SEM等现代测试技术以及测定 钙离子交换量的方法研究了焙烧高岭土与碱液作用制备4A分子筛的反应过程。给出了采用高岭土制备4A分子筛的最佳条件,并提出以焙烧高岭土合成的4A分子筛其形成机理应以异相成核为主,焙烧高岭土的碱液溶解为整个合成过程的控制步骤的新观点。 关键词: 4A分子筛合成;高岭土;绿色材料 1 引 言 4A分子筛是一种具有特殊空腔结构的架状含水硅铝酸盐晶体,理想化学式为Na12[Al12Si12O48]?27H2O,是一种多用途无机功能材料。由于其独特的吸附性、离子交换性、催化性和良好的化学可修饰性,自50年代合成以来,已在化工、石油、冶金、医药等行业得到广泛的应用[1]。70年代中后期,环境污染问题受到各工业国家的广泛重视。人类大量使用的洗涤剂产品因含有多聚磷酸钠(简称STPP),从而使江、河、湖泊乃至近海的磷酸盐含量不断增加,造成生态的严重失调和水生动植物的大量死亡。许多国家如日本、英、美、西欧等纷纷立法禁止和限制含磷洗涤剂的生产。80年代以来,洗涤剂的巨大市场促使人们开展STPP代用品的研究,如柠檬酸钠和4A分子筛等[2],其中又以4A分子筛价廉易得而成为各国竞相角逐的主攻方向[3,4]。 各国采用天然矿物为原料合成4A分子筛的工作近年来已有较多的报道。但由于来源、杂质含量以及化学组成等因素的影响,其合成条件和工艺会有很大的变化并受到研究者的重视[5～7]。 本工作采用江西某矿高岭土为基本原料,经水选、焙烧等工艺处理,然后与氢氧化钠进行湿法合成4A分子筛的研究,制得了性能优异的4A分子筛产品并设计了反应后废碱液的重新使用工艺。这对充分利用我国天然的矿物资源,减少废水污染,努力发展我国自己的绿色材料具有重要的意义和经济价值。 2 实 验 将高岭土原矿水洗后在一定温度下进行焙烧处理,然后加入过量的NaOH水溶液,加热搅拌使之反应一定时间后,过滤分离即得到产物,滤液回收。以不同条件下得到的样品分别进行TG-DT A(日本RIG AK U公司T AS-100型热分析仪)、XRD(日本RIG AK U公司DEMAX-Y BXRD光谱仪,Cu靶,40kV/30mA)、SEM(日本AK ASHE公司SX-4扫描电镜)测试,并参照《中华人民共和国行业标准—洗涤剂用4A沸石》(QB1768-93)的方法分别测定其钙离子交换量。3 结果与讨论 3.1 原料焙烧的结构变化 高岭土是自然界常见的一种粘土矿物,理想化学式为Al4Si4O10(OH)8,通常因含有少量衍生矿物和其它杂质而与理论组成有一定差别。高岭土在一定温度下焙烧可以脱去结构水,转化为具有很高活性的偏高岭土[8,9]。本研究采用含少量云母的江西某矿优质高岭土(化学组成见表1),水洗烘干(200℃, 2h),经TG-DT A分析(见图1),试样在550℃左右明显失重并对应一尖锐的吸热谷,XRD分析(图2(b))表明,这一温度为试样转变为无定形高岭土(Al4Si4O14)的脱水温度,继续升温至1000℃左右,TG-DT A曲线上出现一明显放热峰,说明试样开始形成新的结晶物质。 表1 高岭土原料化学组成(质量分数%) Table1The chemical compo sition of kaolinite raw materials ( wt%) SiO2Fe2O3Al2O 3 T iO2CaO MgO t.l.合计高岭土48.260.2436.1000.170.0412.7497.55偏高岭土54.240.3341.1400.250.13 1.0497.13 图1 高岭土试样的TG-DT A曲线 Fig1TG-DT A curve s of kaolinite sample 图2 焙烧高岭土的XRD谱 Fig2XRD patterns of calcined kaolintie 以上测试表明,高岭土在600～1000℃范围都可以进行活化 Ξ ΞΞ现沈阳建工学院工作收稿日期:1998-11-04
2 银川能源学院 工业催化 学生姓名席坤 学号 1310140108 指导教师王伟 院系石油化工学院 专业班级能源化工1302班 微孔分子筛催化剂的制备及应用 （银川能源学院能源化工1302班1310140108 席坤） 摘要：微孔分子筛具有表面积大、水热稳定性高、微孔丰富均一、表面性质可调等性能,被广泛地用作催化剂。分子筛作为催化剂常应用在石油化工、有机中间体的合成和物质的分离中。本文主要是简述了一下微孔分子筛催化剂及对微孔分子筛的改进方法和分子
筛催化剂在不同反应中的应用。 关键词：催化剂；微孔；分子筛；应用 一、引言 分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，具有均匀的微孔结构，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”分子的作用，故称分子筛。根据形成的孔径的大小，国际纯粹与应用化学协会（IUPAC）定义：微孔（小于2nm），介孔（2～50nm），大孔（大于50nm）三类。自1756年，瑞典科学家 A.F.Cronstedt 在研究矿物时发现了最早的天然沸石分子筛到现在通过各种方法合成的新型分子筛，人们已经从结构，性质，作用原理等各个方面全面认识了分子筛。根据不同的需要合成具有不同功能的分子筛材料，不同种多性能的分子筛被越来越多的人研究[1]。因此分子筛也不再局限于由硅氧四面体和铝氧四面体组成的阴离子骨架硅铝酸盐体系 ,而是泛指一类具有规则孔结构的结晶无机固体。这些具有新型组成和结构的分子筛进一步扩大了微孔分子筛的应用和发展空间。分子筛作为催化剂特别具有活性高，选择性好，稳定性和抗毒能力强等优点。近年来，它作为一种化工新材料发展得很快，应用也日益广泛。特别是在石油的炼制和石油化工方面作为工业催化剂发挥了很重要的作用[2]。 二、微孔分子筛的合成方法[3] 传统的微孔分子筛合成方法有：水热体系合成法，非水体系合成法，蒸汽相体系合成法，干粉体系合成法，微波法，高温焙烧法，向导剂法等等。 1、水热体系合成法 又称水热晶化法，是将硅源、铝源、碱(有机碱和无机碱)和水按一定比例合，放入反应釜中，在一定温度下晶化而制备沸石晶体。通常低硅铝比沸石是在低温水热体系中合成的，而高硅铝比的沸石于高温水热体系中合成。 2、非水体系合成法 非水体系合成法于本世纪八十年代初期由Bibbq和Dale[19]开创。它不以水为溶剂，而代之以有机物作为溶剂进行沸石的合成。开辟了一条沸石合成的新途径，并为沸石的固相转变机理提供了有力的佐证。 3、蒸汽相体系合成法 蒸汽相体系合成法区别于水热体系合成法和非水体系合成法，蒸汽相体系合成法是
第25卷第6期化学反应工程与工艺Vol25,No6 2009年12月Chemical Reaction Engineering and Technology Dec.2009 文章编号:1001-7631(2009)06-0538-07 中微双孔分子筛SBA215的合成 罗劭娟 奚红霞 陈汇勇 李 忠 夏启斌 (华南理工大学化学与化工学院,广东广州 510640) 摘要:采用P123(PEO20PPO70PEO20)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源试剂,在强酸溶液中采 用水热晶化法合成中微双孔分子筛SBA215,并考察模板剂浓度、反应温度,离子导向剂和共溶剂对中微 双孔分子筛SBA215的影响。结果表明:控制合成温度可以精确调控SBA215的介孔孔径;引入离子导向 剂后合成的SBA215具有更好的介孔有序性;加入共溶剂N,N2二甲基酰胺(DMF)会破坏SBA215孔道 的有序性,孔壁变薄,但可以提高分子筛的比表面积和孔容,大幅度提高孔径;采用乙醇后处理分子筛 SBA215有利于保持分子筛骨架。合成中微双孔分子筛SBA215的合适条件为P123,TEOS,NaCl,HCl 与H2O物质的量之比0.017∶1∶1.5∶9.86∶137,反应温度40℃,P123自组装反应时间4h,与硅源组 装老化时间24h,晶化温度100℃,晶化48h,在此条件下得到高质量的中微双孔分子筛SBA215对苯吸 附量接近1000mg/g。 关键词:中微双孔分子筛;水热晶化法;形貌;吸附 中图分类号:TQ424.25;O641 文献标识码:A 中微双孔分子筛具有微孔与中孔双重孔道体系,微孔结构的存在大大提高了分子筛的吸附性能,而中孔孔径分布狭窄且可调,有利于大分子的多级反应,因此可用于重油的催化裂化、水质净化[1]、汽车尾气处理[2],酶和蛋白质固定与分离[3,4]、药物控释[5]等领域,而且可作为选择性吸附材料,用于脱除挥发性有机化合物(VOCs)[2,6],此外,在新材料加工及合成领域中,SBA215亦可作为介孔炭材料[7],功能材料[8]以及传感器材料等[9]。赵东元等[10]在酸合成体系中利用双亲性非离子高分子表面活性剂为模板剂合成出不同于M41S类型的介孔材料SBA215。SBA215为高有序程度的平面六方相,500℃焙烧后得到多孔材料,也可以通过溶剂萃取除去聚合物模板剂。由于SBA215的介孔孔径较大,所有样品的低温氮气吸附等温线都含有H1迟滞环。S BA215的热稳定性高于900℃,在除去模板剂之后具有较高的热稳定性(耐高温)和水(冷水或热水)稳定性。SBA215分子筛的耐酸性和水热稳定性与介孔分子筛相比有所提高,但与沸石分子筛相比还有一定的差距,如何进一步提高S BA215的耐酸性和水热稳定性成为各国科学家研究的热点。国际著名的分子筛化学家Davis[11]指出,以组装为特征的多级孔分子筛材料的成功制备和多样化模式将在更多的领域具有广阔的应用前景。本研究考察了中微双孔分子筛S BA215合成条件,探索中微双孔分子筛S BA215合成的合适路线,为分子筛的多级组装和晶化孔壁提供基础。 1 实验部分 1.1 中微双孔分子筛 以三嵌段共聚物P123(PEO20PPO70PEO20,平均分子量为5800,Aldrich)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源试剂,采用水热合成的方法制备中微双孔分子筛SBA215。合成步骤如下:称取一定量的P123放入锥形瓶中,加入25mL去离子水,在一定的温度下剧烈搅拌,依次缓慢加入 收稿日期:2009206219;修订日期:2009211217 作者简介:罗劭娟(1985-),女,硕士研究生。奚红霞(1968-),女,教授,通讯联系人。E2mail:cehxxi@https://www.doczj.com/doc/0910807760.html, 基金项目:国家自然科学基金(20536020;20876061);863计划(2006AA06A310)
分子筛应用——天然气深度脱水 当前国内外主要的天然气深度脱水装置，是利用合成氟石分子筛对气体中的水蒸气分子的强烈吸附作用，达到深度脱水的目的。 合成沸石分子筛是一种有严格骨架结构的硅铝酸盐晶体，其硅铝四面体形成的内部骨架具有三维连通的无数微孔，是一种孔径大小均一的强极性吸附剂，具有很高的选择吸附分离能力。随着硅铝比的增加，分子筛的极性逐渐降低，因此低硅铝比的分子筛具有更强烈的吸附水分的能力，适合于气体的深度脱水。 分子筛是压缩天然气常用的高效脱水剂，其主要优点如下： ①分子筛可以使气体深度脱水。在通常情况下，它的吸附量比其他吸附剂高，因而可以缩小干燥塔的尺寸，节约资金。 ②分子筛在较高温度下也能有效地干燥气体。 ③分子筛能选择性地吸附水分，避免发生重烃类共吸附而使吸附剂失效。 ④分子筛不易被液态水损坏，而硅胶等吸附剂遇水则容易破脆。 ·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、
·石墨烯 ·分子筛 ·碳纳米管 ·黑磷 ·类石墨烯 ·纳米材料 江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、当气体通过分子筛床层时，气体中的水蒸气分子随气流进入分子筛内部的孔道。由于水分子属于强极性分子，因此被吸附在孔道上不再随气体流动；而甲烷等烃类气体属于非极性分子，会顺利通过，气体从而得到干燥。 随着吸附塔内的分子筛吸附的水分增加，分子筛对水分子的吸附能力也逐渐下降，当到达一定值时，吸附塔出口的气体中的水分子就会超过规定值，说明该塔内的分子筛已吸附饱和。此时，必须对该吸附塔内的分子筛进行再生。
分子筛的合成、表征及性能研究
设计型化学实验 分子筛的合成、表征及性能研究 dd
分子筛的合成、表征及性能研究 分子筛材料，广义上指结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分；狭义上分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。 分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛。按孔道大小划分，小于2 nm称为微孔分子筛，2～50 nm称为介孔分子筛，大于50 nm称为大孔分子筛。按照分子筛中硅铝比的不同，可以分为A 型(1.5～2.0) ，X 型(2.1～3.0)，Y 型(3.1～6.0)，丝光沸石(9～11)，高硅型沸石(如Z S M－5) 等，其通式为：MO.Al2O3.xSiO2.yH2O，其中M代表K、Na、Ca等。商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类,如3A 型、4A型、5A型分子筛等。4A型即孔径约为4A；含Na+的A型分子筛记作Na-A,若其中Na+被K+置换,孔径约为3A，即为3A型分子筛；如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+置换,孔径约为5A，即为5A型分子筛。X型分子筛称为 13X（又称Na-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Ca-X型）分子筛。 A型分子筛结构，类似于NaCl的立方晶系结构，如将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，就会得到A型分子筛的晶体结构；X型和Y型分子筛结构类似于金刚石的密堆立方晶系结构，如以β笼这种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，就得到了X和Y型分子筛结构；丝光沸石型分子筛结构，没有笼，是层状结构，结
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2007年第26卷第2期 ·152· 化 工 进 展 介孔分子筛SBA –15的改性研究进展 张 微1， 2，徐恒泳2，毕亚东2，李文钊2 (1 哈尔滨师范大学化学系，黑龙江 哈尔滨150025； 2 中国科学院大连化学物理研究所应用催化研究室，辽宁 大连 116023) 摘 要：从金属改性、酸改性和氧化物改性三方面综述了介孔分子筛SBA-15的改性研究进展，重点介绍了SBA-15表面功能化后引入金属改性的方法。评述了金属纳米粒子的制备对改性的SBA-15催化剂催化性能的影响。 关键词：介孔分子筛；SBA-15；改性；催化剂 中图分类号：O 643.3 文献标识码：A 文章编号：1000–6613（2007）02–0152–06 Recent progress of modification of mesoporous silica SBA-15 ZHANG Wei 1， 2，XU Hengyong 2，BI Yadong 2，LI Wenzhao 2 (1 Department of Chemistry ，Harbin Normal University ，Harbin 150025，Heilongjiang ，China ；2 Laboratory of Applied Catalysis ，Dalian Institute of Chemical Physics ，Chinese Academy of Sciences ，Dalian 116023，Liaoning ，China) Abstract ：Mesoporous silica SBA-15 has excellent physicochemical characteristics and structure properties ，but it has no catalytic active sites because SBA-15 is composed of pure silica ，and needs to be modified to introduce catalytic active sites. The recent progress of modification of mesoporous silica SBA-15 is reviewed in terms of three aspects ，metal modified SBA-15 catalysts ，acid modified SBA-15 catalysts and oxides modified SBA-15 catalysts. The effect of metal nanoparticles preparation on the catalytic properties is discussed. Key words ：mesoporous molecular sieve ；SBA-15；modification ；catalyst SBA-15具有较大的孔径（最大可达30 nm ），较厚的孔壁（壁厚可达6.4 nm ），因而具有较好的（水）热稳定性，在催化、分离、生物及纳米材 料[1－ 6]等领域都有广阔的应用前景。因此，对介孔氧化硅材料SBA-15的研究备受关注。 在催化应用中，虽然SBA-15有着优良的物理化学性质和结构特点，但由于它是纯氧化硅介孔材料，没有催化活性，需要负载活性组分。借助SBA-15优良的物理化学性质和结构特点，通过负载活性组分对其进行修饰改性，使其具有催化活性，成为目前的研究重点。本文综述了SBA-15现阶段的改性研究进展。 1 SBA-15的改性原理 介孔氧化硅材料SBA-15表面含有3种硅羟基 [7] ：孤立的、孪式的（geminal ）和氢键的羟基。只有那些自由的硅羟基（孤立的硅羟基—SiOH 和孪 式的硅羟基=SiOH ）具有高的化学反应活性，氢键的硅羟基则没有化学活性，但氢键硅羟基受热可以转变成自由硅羟基。具有化学活性的硅羟基是介孔材料表面化学改性的基础，通过表面硅羟基与活性组分相互作用，把催化活性位引入孔道或骨架。 2 SBA-15的改性途径 对介孔分子筛SBA-15进行改性的方法大体可分为直接合成法和后合成法两大类。直接合成法是指在分子筛合成的同时完成改性过程，后合成法是指在分子筛合成之后再对其进行改性。按照SBA-15负载组分的不同对其改性研究，从金属改性的SBA-15系列催化剂、酸改性的SBA-15系列催化剂 收稿日期 2006–10–25；修改稿日期 2006–12–13。 第一作者简介 张微（1982—），女，硕士研究生。电话 0411–84379283。联系人 徐恒泳，研究员，博士生导师。电话 0411–84581234；E –mail xuhy@https://www.doczj.com/doc/0910807760.html, 。
4A分子筛 4A分子筛是一种碱金属硅铝酸盐，能吸附水、NH3、H2S、二氧化硫、二氧化碳、C2H5OH、C2H6、C2H4等临界直径不大于4A的分子。广泛应用于气体、液体的干燥，也可用于某些气体或液体的精制和提纯，如氩气的制取。 分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被称为“分子筛”。分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体，从而被吸附，否则，被排斥。分子筛还根据不同物质分子的极性决定优先吸附的次序。按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。对于小的极性分子和不饱和分子，具有选择吸附性能，极性越大，不饱和度越高，其选择吸附性越强。A型分子筛属于分子筛其中的一种，其结构与NaCl的很相似，属于立方晶系。由于4A分子筛的有效孔径为0.4nm,故称为4A分子筛，其空间网络结构由硅氧四面体单元［SiO4］和铝氧四面体［AlO4］单元交错排列而成。 分子筛的性能： 1.离子交换性能----软化水质功能：4A分子筛骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共有，这种结构形成了可为阳离子和水分子占据的大晶穴，而且这些阳离子和水分子有较大的移动性，可进行阳离子交换和可逆脱水。4A分子筛的离子交换是在带有铝离子的骨架上进行的，每一个铝离子所带的一个负电荷，不仅可以结合钠离子，也可以结合其它阳离子。钙、镁离子可以进入原来钠离子占据的大晶穴，将4A分子筛中的钠离子替换下来----即4A分子筛中的钠离子可进行离子交换，可与硬水中的Ca2+、、Mg2+离子进行交换，从而达到软化水质的目的。 4A分子筛结合钙镁离子的速度比三聚磷酸钠慢，且与镁离子的结合能力较弱。但4A分子筛可将水溶液中少量有害的重金属离子（如Pb2+、Cd2+、Hg2+）能很容易快速除去，对净化水质有着十分重要的意义。 2. 对表面活性剂的吸附性----载液功能：由于4A分子筛晶体的孔穴结构，加上微粒具有很大的比表面积，所以4A分子筛的吸附性能很强。 对非离子表面活性剂的吸附，4A分子筛是NTA(次氨基三乙酸盐)和碳酸钠的3倍，是三聚磷酸钠（STPP）和硫酸钠的5倍，这个性质对于在附聚成型生产高浓缩洗衣粉中配入更多的表面活性剂，制得洗涤和流动性能好的产品很有意义。通过实验，4A分子筛的液体携带量≥30%，在洗衣粉生产过程中加入4A分子筛，可增加材料流动性，调节粘度，制得产品外观、流动性和抗结块性能力好的产品。 3. 去污力：通过实验对含不同助剂同一配方，改变助剂比较其去污力，发现20%的STPP、20%的分子筛、4%的聚合物去污效果与40%的STPP相当，在无磷配方中20%的分子筛中加入10%的碳酸钠和 4.5%的聚合物，可得到去污力十分理想的产品。
介孔分子筛的表面修饰及其吸附性能研究
摘要 本研究通过采用碱性室温晶化法合成MCM-41分子筛，在水热条件下，探索了采用CTMAB（十六烷基三甲基溴化胺）作为模板剂、TEOS（正硅酸乙酯）作为硅源合成MCM-41分子筛的工艺条件，通过MCM-41分子筛的合成后采用XRD和红外光谱等手段对所合成的分子筛样品进行了表征分析。探索MCM-41和MCM-41-NH2在相同条件下对布洛芬的吸附效果。 结果表明：利用此方法能够很好地合成MCM-41分子筛，并对材料进行后修饰，上氨基官能集团，并在同等实验条件下用两种材料进行药物负载与缓释实验，实验结果表明MCM-41和MCM-41-NH2都有一定的药物负载能力。吸附效果经过修饰的MCM-41-NH2优与修饰前的。 关键词：MCM-41分子筛；MCM-41-NH2分子筛；布洛芬；合成；药物缓释
MCM - 41 surface modification of mesoporous molecular sieve and its adsorption performance Abstract Molecular sieve as one of a kind of important chemical materials, because of its neat, large specific surface area, porous water thermal stability, as well as the advantages of pore size is adjustable and is widely used in chemical, petrochemical and other fields. It can be used as a catalyst, absorbent, ion exchanger and other a variety of functional materials. This article USES the basic synthesis method of MCM - 41 molecular sieve, room temperature crystallization under hydrothermal conditions, explores the using CTMAB as template agent, TEOS as silicon source to synthesize MCM - 41 molecular sieve technology conditions, by using XRD and ftir methods for the synthesis of molecular sieve samples have been characterized. Explore the MCM - 41 and MCM - 41 - NH2under the same conditions of ibuprofen adsorption effect. Results show that this method can effectively synthesize MCM - 41 molecular sieve, the same condition after amination of MCM - 41 - NH2 adsorption effect is better than MCM - 41. While the release effect of the two materials is poor. Key Words：MCM - 41 molecular sieve; MCM - 41 - NH2molecular sieve; Ibuprofen；Synthesis; Drug release
天然气分子筛脱水装置工艺 设计说明书 1 概述 1.1 设计要求 原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为 3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。 其具体内容如下： 1.绘制天然气脱水工艺流程图； 2.确定工艺流程的主要工艺参数； 3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。 4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。 5.编写工程设计书。 1.2 设计范围 分子筛吸附塔装置 导热油换热单元 过滤器 再生气分离器 连接管道 排污放空系统 安全阀，调压阀 1.3 设计原则 1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。 2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂
安全、稳定地运行。 3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代 化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。 4)充分考虑环境保护，节约能源。 1.4 气质工况及处理规模 气体处理规模：100×104 m3/d 原料气压力：4.5 MPa 原料气温度：30 ℃ 脱水后含水量：≤1 ppm 天然气气质组成见表1-1。 表1-1 天然气组成表（干基） 组分H2 He N2 CO2 C1 C2 mol% 0.097 0.052 0.55 0.026 94.595 3.305 组分C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6+ mol% 0.73 0.121 0.156 0.056 0.052 0.262 1.5 分子筛脱水工艺流程 1.5.1 流程选择 本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。 在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹同时进行。 表1-2 三塔方案（常规）时间分配表 吸附器0～8h 8～16h 16～24h 分子筛脱水塔A 吸附加热冷却
4A分子筛说明 4A分子筛的孔径为4A，吸附水，甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯，不吸附直径大于4A的任何分子（包括丙烷），对水的选择吸附性能高于任何其他分子。是工业上用量最大的分子筛品种之一。水的分子直径是4X10-10m。分子筛的是（4.2~4.7）X10-10m。 分子筛是一种人工合成的、具有微孔型立方晶格的硅铝酸盐。依据其晶体内部孔穴的大小而吸附或排斥不同物质的分子，因而被称为“分子筛”。分子直径小于分子筛晶体孔穴直径的物质可以进入分子筛晶体，从而被吸附，否则，被排斥。分子筛还根据不同物质分子的极性决定优先吸附的次序。按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。对于小的极性分子和不饱和分子，具有选择吸附性能，极性越大，不饱和度越高，其选择吸附性越强。A型分子筛属于分子筛其中的一种，其结构与NaCl的很相似，属于立方晶系。由于4A分子筛的有效孔径为0.4nm,故称为4A分子筛，其空间网络结构由硅氧四面体单元［SiO4］和铝氧四面体［AlO4］单元交错排列而成。 分子筛的性能： 1.离子交换性能----软化水质功能：4A分子筛骨架中的每一个氧原子都为相邻的两个四面体所共有，这种结构形成了可为阳离子和水分子占据的大晶穴，而且这些阳离子和水分子有较大的移动性，可进行阳离子交换和可逆脱水。4A分子筛的离子交换是在带有铝离子的骨架上进行的，每一个铝离子所带的一个负电荷，不仅可以结合钠离子，也可以结合其它阳离子。钙、镁离子可以进入原来钠离子占据的大晶穴，将4A分子筛中的钠离子替换下来----即4A分子筛中的钠离子可进行离子交换，可与硬水中的Ca2+、、Mg2+离子进行交换，从而达到软化水质的目的。 4A分子筛结合钙镁离子的速度比三聚磷酸钠慢，且与镁离子的结合能力较弱。但4A分子筛可将水溶液中少量有害的重金属离子（如Pb2+、Cd2+、Hg2+）能很容易快速除去，对净化水质有着十分重要的意义。 2. 对表面活性剂的吸附性----载液功能：由于4A分子筛晶体的孔穴结构，加上微粒具有很大的比表面积，所以4A分子筛的吸附性能很强。分子筛比表面积研究是非常重要的，分子筛比表面积检测数据只有采用BET方法检测出来的结果才是真实可靠的，国内目前有很多仪器只能做直接对比法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比表面积测试统一采用多点BET法，国内外制定出来的比表面积测定标准都是以BET测试方法为基础的，请参看我国国家标准（GB/T 19587-2004）-气体吸附BET原理测定固态物质比表面积的方法。比表面积检测其实是比较耗费时间的工作，由于样品吸附能力的不同，有些样品的测试可能需要耗费一整天的时间，如果测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观察仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的宝贵时间。F-Sorb 2400比表面积分析仪是真正能够实现BET法检测功能的仪器（兼备直接对比法），更重要的F-Sorb 2400比表面积分析仪是迄今为止国内唯一完全自动化智