分子筛
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分子筛科技名词定义中文名称:分子筛英文名称:molecular sieve定义:具网状结构的天然或人工合成的化学物质。
如交联葡聚糖、沸石等,当作为层析介质时,可按分子大小对混合物进行分级分离。
分子筛概念狭义上讲,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分子尺寸大小(通常为0.3~2.0 nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性。
然而随着分子筛合成与应用研究的深入,研究者发现了磷铝酸盐类分子筛,并且分子筛的骨架元素(硅或铝或磷)也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代,其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上,因此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,孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
由于具有较大的孔径,成为较大尺寸分子反应的良好载体,但介孔材料的孔壁为非晶态,致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。
由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水,水分子在加热后连续地失去,但晶体骨架结构不变,形成了许多大小相同的空腔,空腔又有许多直径相同的微孔相连,这些微小的孔穴直径大小均匀,能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来,而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子,极性程度不同的分子,沸点不同的分子,饱和程度不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称为分子筛。
目前分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业中广泛使用。
常用分子筛气体行业常用的分子筛型号;A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A),X型:钙X(10X),钠X(13X)Y型:,钠Y,钙Y分子筛特点分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。
存放时间较长并已经吸湿分子筛的分子筛使用前应进行再生。
催化剂及其作用机理二分子筛催化剂1.分子筛的概念分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。
分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。
自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。
它们的化学组成可表示为Mx/n[(Al3O2)x·(SiO2)y] ·ZH2O式中M是金属阳离子,n是它的价数,x是Al3O2的分子数,y是SiO2分子数,Z是水分子数,因为Al3O2带负电荷,金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。
当金属离子的化合价n = 1时,M的原子数等于Al的原子数;若n = 2,M的原子数为Al原子数的一半。
常用的分子筛主要有:方钠型沸石,如A型分子筛;八面型沸石,如X-型,Y-型分子筛;丝光型沸石(-M型);高硅型沸石,如ZSM-5等。
分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性,且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的,也属于固体酸类。
近20年来在工业上得到了广泛应用,尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。
2.分子筛的结构特征(1)四个方面、三种层次:分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。
第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4),它们构成分子筛的骨架。
相邻的四面体由氧桥连结成环。
环是分子筛结构的第二个层次,按成环的氧原子数划分,有四元氧环、五元氧环、六元氧环、八元氧环、十元氧环和十二元氧环等。
环是分子筛的通道孔口,对通过分子起着筛分作用。
氧环通过氧桥相互联结,形成具有三维空间的多面体。
各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。
多面体有中空的笼,笼是分子筛结构的重要特征。
笼分为α笼,八面沸石笼,β笼和γ笼等。
(2)分子筛的笼:α笼:是A型分子筛骨架结构的主要孔穴,它是由12个四元环,8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。
笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为760[Å]3。
分子筛定义
分子筛,又称为分子筛成像,是一种技术,可以用来发现病毒、细菌和其他微生物的新型分子结构。
它的工作原理是用一种特殊的分子筛过滤器来对特定种类的微生物进行筛选和辨识。
它是一种非常有用的研究工具,可以帮助学者研究未知病原体、新型病毒以及各种新型病毒的免疫情况。
分子筛定义是一种用于研究微生物和病毒的技术,它的目的是从分子病毒或细菌中分离出特定的基因序列。
该技术能够分析基因组中的特定基因,从而让学者能够确定病毒的特征。
研究者可以通过分子筛的方式来搜索出新的基因,进而解析出新的蛋白质,之后可以用来检测抗病毒抗体,从而推断细菌的抗药性和脆弱性。
分子筛定义技术是一种非常重要的研究工具,它可以有效地发现新型微生物。
在研究新型微生物时,能够对细菌和病毒的基因序列进行更精确的研究,并能够揭示病原体的免疫情况。
有了这些信息以后,学者就可以研发更有效的抗菌素和疫苗,从而更好地抵抗微生物。
除了为研究微生物提供帮助外,分子筛定义技术还可以用于对抗肿瘤、癌症和肝病等疾病的研究。
这种技术可以检测癌细胞中特定的基因,并能够有效地检测出抗癌物质。
之后,研究者可以运用这些物质,开发出有效的抗肿瘤疫苗。
此外,分子筛也可以用于研究帮助人们发现新的药物,比如抗肝病、糖尿病等慢性疾病的药物。
总之,分子筛定义是一种非常重要的技术,它可以大大提高我们对于微生物的研究,从而帮助我们更好地防治和抵抗疾病。
此外,它
还能够为我们发现新的药物提供有力的帮助,有助于改善人们的生活和健康。
13X分子筛13X分子筛的孔径10A,吸附小于10A 任何分子,可用于催化剂协载体、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氢气体共吸附,主要应用于医药和空气压缩系统的干燥,根据不同的应用有不同的专业品种。
分子式:Na2O. Al2O3 2.45SIO2. 6.OH2O技术指标:性能单位技术指标形状条球直径mm 1.5-1.7 3.0-3.3 1.0-1.6 3.0-5.0粒度% ≥98≥98≥96≥96堆积密度G/ml ≥0.54≥0.54≥0.60 ≥0.60磨耗率% ≤0.20≤0.25≤0.20≤0.20抗压强度N ≥30/cm≥45/cm≥10/p≥60/p静态水吸附% ≥25≥25≥25≥25二氧化碳空气处理量NL/g ≥14≥14≥14≥14包装水含量% ≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5具体应用:空气分离装置中气体净化,脱除水和二氧化碳。
天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫。
一般气体深度干燥。
包装:25公斤纸箱包装或55加仑密封铁桶包装。
注意事项:分子筛在使用前应防止预吸附水、有机气体或液体,否则,应予以再生。
4A分子筛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。
分子式:Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O技术指标:性能单位技术指标形状条球直径mm 1.5-1.7 3.0-3.3 1.7-2.5 3.0-5.0粒度% ≥98≥98≥96≥96堆积密度G/ml ≥0.60≥0.60≥0.60≥0.60磨耗率% ≤0.20≤0.25≤0.20≤0.20 抗压强度N ≥30/cm≥45/cm≥60/p≥70/p 静态水吸附% ≥20.5≥20.5≥20.5≥20.5包装水含量% ≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5具体应用:*空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥。
分子筛名词解释
分子筛,这玩意儿听起来是不是有点神秘?其实啊,它就像是一个超级精细的筛选器。
你想想看,咱们平时筛面粉,用的是有孔的筛子,把粗的颗粒留在上面,细的面粉就漏下去了。
分子筛的作用也差不多,只不过它筛的可不是面粉,而是分子!
分子筛是一种具有均匀微孔结构的固体材料。
这些微孔的大小可是经过精心设计的哦。
它们就像是一扇扇特定尺寸的门,只有大小合适的分子才能通过。
比如说,氧气和氮气,这俩气体分子大小不同。
分子筛就能够把它们区分开来,让氧气通过,而把氮气拦住。
这就好像是一个超级严格的门卫,只允许符合条件的“客人”进入。
再打个比方,分子筛就像是一个挑剔的选美评委。
分子们来参加比赛,只有身材合适、尺寸符合标准的才能入选,其他的统统被拒之门外。
它的应用那可广泛了!在化工领域,分子筛可以用来分离混合物,提取纯净的物质。
就像从一堆杂乱的宝石中,精准地挑出最珍贵的那颗。
在石油工业中,分子筛能帮助提炼高质量的油品。
这就好比是把粗糙的石头雕琢成精美的玉器,让石油变得更加优质。
还有啊,在环境保护方面,分子筛也能大显身手。
它可以吸附有害气体和杂质,就像是一个英勇的卫士,守护着我们的环境。
你说神奇不神奇?分子筛这个小小的东西,却有着大大的能量。
它在各种领域默默发挥着作用,为我们的生活带来便利和改变。
总之,分子筛可不是什么难以理解的高深概念,它就是一个有着神奇本领的分子筛选专家,在我们看不见的微观世界里忙碌着,为我们创造着更美好的生活!。
分子筛的种类资料分子筛是一种具有特定孔径和孔隙结构的固体材料。
它可以通过选择适当的材料和制备方法来调控其孔径和孔隙结构,从而实现对分子尺寸和形状的选择吸附和分离作用。
下面将详细介绍几种常见的分子筛种类。
1. 无定形分子筛(Amorphous molecular sieve)无定形分子筛是一种由无定形固体或有机高分子材料构成的分子筛材料。
它的优点是具有高度可控的孔结构和分子选择性,同时还具有较高的热稳定性。
这种材料可以通过裁剪和调控无定形材料的形状和尺寸来得到特定的输出孔径和孔隙结构。
2. 沸石(Zeolite)沸石是一种具有特殊孔径和孔隙结构的天然或人造硅铝酸盐矿物,属于骨架型结构。
它具有高度有序的孔隙结构,可以提供高度选择性的吸附和分离效果。
沸石广泛应用于催化剂、吸附剂和分离材料等领域。
根据其孔径大小的不同,沸石可以分为A型沸石、X型沸石、Y型沸石等多种类型。
3. 介孔分子筛(Mesoporous molecular sieve)介孔分子筛是一种具有较大孔径(2-50纳米)的分子筛材料。
相比于传统的沸石,介孔分子筛具有更大的孔径和更高的孔隙度,因此具有更高的负载能力和传质速率。
这种材料常用于催化剂和吸附剂等领域。
4. 金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks,MOFs)金属有机框架材料是一种由金属离子或簇与有机配体形成的网状结构材料。
MOFs具有高度可调控的孔径和孔隙结构,可通过选择合适的有机配体和金属离子来调节其物理和化学性质。
这种材料具有极高的表面积和吸附能力,广泛应用于气体分离、催化剂和药物储存等领域。
5. 炭分子筛(Carbon molecular sieve)炭分子筛是一种由碳材料构成的分子筛材料。
它可以通过选择合适的碳材料和制备条件来调节其孔径和孔隙结构,从而实现对分子的选择性吸附和分离作用。
炭分子筛具有较高的化学和热稳定性,常用于气体分离和催化反应等领域。
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(又称合成沸石)是一种硅铝酸盐多微孔晶体,它是由SiO和AIO四面体组成和框架结构。
在分子筛晶格中存在金属阳离子(如Na,K,Ca等),以平衡四面体中多余的负电荷。
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。
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,但再生温度一般在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、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。
b)金属阳离子易被交换。
c)分子筛内部空腔和通道形成非常高的内表面积。
其内表面可高于分子筛颗粒的外表面积的10000-100000倍。
分子筛的选择吸附特性:1、根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应分子筛晶体具有蜂窝状的结构,晶体内的晶穴和孔道相互沟通,并且孔径大小均匀,固定(分子筛空腔直径一般在6—15埃之间),与通常分子的大小相当,只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附,而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道,则不被分子筛吸附。
解剖学里分子筛的名词解释分子筛是一种广泛应用于解剖学领域的概念,它来自于化学分子结构和筛选理论的结合。
分子筛在生物科学中有着重要的应用,尤其是在分析组织结构和细胞功能方面。
本文将从不同角度深入探讨分子筛的概念和应用。
一、分子筛的基本原理分子筛是一种具有多孔结构的物质,在组织学研究中,它被广泛应用于分析细胞结构和生物分子的交互作用。
分子筛具有吸附和筛选的功能,能够根据其孔径大小和表面特性选择性地吸附不同分子,并通过筛选作用分离它们。
分子筛的主要结构由一系列亲水性和疏水性的通道组成,这些通道具有不同的孔径大小和形状。
当溶液中的分子进入分子筛时,它们会在通道中扩散,并与通道壁发生相互作用。
由于分子筛表面的特定性质,只有具有特定大小和形状的分子才能与其相互作用并被吸附。
二、分子筛在细胞结构研究中的应用1. 细胞膜通透性研究细胞膜作为细胞的保护屏障,对分子的进出具有一定的选择性。
利用分子筛的功能,可以模拟细胞膜的通透性,并研究不同大小、电荷和形状的分子在细胞膜上的渗透特性。
这对于药物传递系统的设计和生物分子的运输机制研究具有重要意义。
2. 分子间相互作用研究在细胞内,不同分子之间存在着复杂的相互作用关系。
分子筛可以帮助研究人员观察和分析分子间的相互作用,从而揭示细胞内各种生物过程的机理。
利用分子筛的特殊性质,可以筛选并分离某种特定分子与其他分子的相互作用。
三、分子筛在组织病理学中的应用1. 组织细胞结构分析组织学上,我们常常需要对组织细胞的结构进行分析。
分子筛可以帮助研究人员观察和描述细胞组织的微观结构特征,如细胞核形状、细胞器的分布以及细胞间连接等。
通过对细胞结构的详细分析,可以更好地理解组织病理学的相关现象,并为相关疾病的诊断和治疗提供依据。
2. 细胞代谢病理学研究分子筛在分析细胞代谢过程中也起到重要的作用。
通过分析细胞内代谢物的分布情况和与其他分子的相互作用,可以揭示细胞内代谢途径的调节机制以及代谢紊乱导致的一系列病理变化。
分子筛名词解释分子筛又称分子筛催化剂,是一种新型的分子筛。
它是通过对原料或中间产品进行预处理(如吸附或纯化),而在反应系统内部引入大量特殊的微孔道结构,利用这些孔道作为微观不均匀体系的特殊的催化剂。
分子筛又叫活性炭分子筛为具有多孔结构的含炭物质。
其粒径范围一般在0.5~100nm之间。
对活性炭的研究表明:当活性炭颗粒的直径小于50nm时,有机物在与之接触后,就会被吸附并保留下来,且具有高效率、高选择性、寿命长等优点。
因此,制备活性炭,最佳的粒度是活性炭的5-20倍,最好是3-5倍。
分子筛又称分子筛催化剂,是一种新型的分子筛。
它是通过对原料或中间产品进行预处理(如吸附或纯化),而在反应系统内部引入大量特殊的微孔道结构,利用这些孔道作为微观不均匀体系的特殊的催化剂。
其工作原理是吸附作用。
分子筛中的孔道结构可以吸附和过滤大量的物质,其孔径一般在0.02-10μm之间,尤其是0.5-1μm的孔道能够有效地将大分子吸附,而保留小分子和水,故称分子筛为吸附性分子筛。
分子筛是由多孔性材料(如硅藻土)与载体材料(如粘土)复合而成,具有吸附性能强、分散性能好、比表面积大、易再生等特点。
它还可用作催化剂载体、离子交换树脂、防毒防霉剂、抗菌素吸附剂、固定化酶载体等。
1、 TiO2-Pt2O3体系中铁过量时容易引起浸出,此时的最佳铁浓度在0。
1%~0。
6%之间,即可实现完全浸出;2、提供充足的氧气,使铁分解成二价铁离子,从而实现对苯酚的彻底浸出。
第三,对苯酚在分子筛上分布均匀,有利于均匀受热,缩短沸腾时间,同时可抑制酚的氧化。
第四,加入分子筛后可减少苯酚回流量,降低废水负荷。
第五,加入分子筛后可消除苯酚泡沫,增加透光性。
此外,在实际生产中还要考虑其他影响因素。
例如,分子筛的粒度大小、用量等都会影响废水的最终处理效果。
分子筛分离分子筛是一种具有高度规则孔道结构的多孔材料,它可以根据分子大小和其它特性来选择性地分离混合物中的组分。
分子筛广泛应用于许多领域,例如化学工业、环境保护、能源开发等。
本文将介绍分子筛的原理、制备方法和应用领域。
一、分子筛的原理分子筛的分离原理是基于分子在孔道中的扩散和吸附行为。
分子筛具有高度规则的孔道结构,孔径大小可以根据需要进行调控。
当混合物通过分子筛时,分子会根据其大小和亲疏水性被吸附在孔道内或者快速通过孔道。
这种选择性吸附和排斥的作用使得分子筛可以实现对混合物的有效分离。
二、分子筛的制备方法分子筛的制备方法主要包括水热法、气相法和溶胶-凝胶法等。
水热法是最常用的制备方法之一,它通过将硅源、铝源和模板剂在高温高压条件下反应,形成分子筛晶体。
气相法则是利用气相反应,在合适的温度和压力下,使气态前驱体在催化剂的作用下形成分子筛。
溶胶-凝胶法则是通过溶胶的形成和凝胶的固化,制备出分子筛材料。
三、分子筛的应用领域1. 石油化工领域:分子筛在石油加工中起到重要作用。
它可以用于催化裂化、脱氮、脱硫等过程中的分离和净化。
分子筛可以去除石油中的杂质,提高燃料的质量和纯度。
2. 环境保护领域:分子筛用于废气和废水处理中,可以去除有害气体和重金属离子。
例如,分子筛可以去除废气中的二氧化硫和氮氧化物,净化大气环境。
同时,它也可以用于废水中的污染物去除和水质净化。
3. 医药领域:分子筛在医药领域中有广泛应用。
它可以用于药物分离纯化、药物缓释和药物传递等方面。
分子筛还可以用于生物分离和蛋白质纯化等。
4. 新能源开发:分子筛在新能源领域中的应用也越来越重要。
例如,分子筛可以用于气体分离和液体分离,提高天然气的纯度和液化石油气的分离效果。
四、分子筛的发展趋势随着科技的不断进步,分子筛的制备方法和应用领域也在不断发展。
未来的分子筛将更加智能化和高效化。
例如,通过调控分子筛的孔径和表面性质,可以实现对更广泛范围的分子的分离和选择。
分子筛的名词解释分子筛是一种常见的材料,在化学和材料科学研究领域中被广泛应用。
它具有微孔结构,能够以选择性地吸附、分离和催化分子。
本文将对分子筛的概念、结构和应用进行解释。
一、分子筛的概念分子筛是一种具有排列有序的微孔结构的材料。
其名称源于其能够通过具有一定空间尺寸的分子,而将其他分子挡在外部的微孔结构中。
分子筛的名称中的"分子"表示其处理的物质为分子级别,而"筛"则表示筛选的功能。
分子筛主要由硅铝骨架组成,其中硅铝骨架由硅氧四面体和铝氧四面体通过氢氧键相连接而成。
硅铝骨架的结构决定了分子筛的物理和化学性质。
二、分子筛的结构分子筛的结构由离子交换和带电基团的存在来决定。
这两种特征赋予了分子筛很强的吸附、分离和催化活性。
分子筛的微孔结构呈现出不同类型的拓扑结构,最常见的有ZSM-5、Beta、Y型等。
这些结构中的微孔大小和形状决定了分子筛对不同大小分子的选择性吸附。
三、分子筛的应用1. 吸附分离分子筛广泛应用于气体和液体分离技术中。
由于其微孔结构的选择性吸附特性,可以将不同大小和极性的分子分离并纯化。
例如,在石油化工领域,分子筛被用于去除重金属离子和有机杂质,提取和纯化石油产品。
2. 催化剂分子筛是一种优秀的催化剂载体。
其高度有序的微孔结构可以提供大量的催化活性位点,并且可以将反应物分子定向导入到催化活性位点中。
分子筛催化剂被广泛应用于化学合成、环保和能源转化等领域。
3. 分子存储与传感由于分子筛的微孔结构能够通过选择性吸附分子,因此可用于分子的存储和传感。
特定的分子可以通过吸附和释放来实现储存和检测。
这一特性使得分子筛在药物传递、气体存储和分析等方面具有潜在的应用价值。
四、分子筛的发展与前景分子筛作为一种功能材料,已经取得了重要的科学和技术进展。
随着研究对其结构和性能的深入了解,以及制备方法的不断改进,分子筛的应用领域将进一步扩展。
在石化工业、环境保护和新能源领域,分子筛的应用前景十分广阔。
分子筛名词解释分子筛亦称“分子筛选择性吸附剂”、“吸附剂”、“工业分子筛”、“分子筛”等。
它是由天然沸石分子筛的天然晶体,经粉碎、筛选、提纯而制得的一种新型多孔无机吸附剂,具有沸石的全部结构,同时具有分子筛所固有的筛分性能,也就是吸附性能和催化性能,从而成为理想的气体分离、净化材料和催化剂载体。
分子筛的特点是分子筛对各种极性和非极性分子的吸附量相当,且吸附速度快,又可通过改变外界条件(如温度、压力、流速等)调节吸附容量,适用于分离和提纯含碳物质。
在液相反应和气固相催化反应中应用较多,例如石油裂解、重质油催化裂化、加氢脱硫、合成氨和甲醇合成等。
石油中的烯烃,裂化催化剂常用分子筛。
分子筛是由天然沸石分子筛的天然晶体,经粉碎、筛选、提纯而制得的一种新型多孔无机吸附剂,其孔径大小介于Ⅰs50a之间,是沸石的倍,吸附量是沸石的,表面积大于体积的,空隙率是,不但比表面积大,而且吸附能力强,容易再生。
分子筛由硅元素、氧元素、氮元素组成,其中SiO2占81%~87%, Al2O3占5%~9%,其余为Fe2O3、 MgO、 FeO、TiO2等;晶胞参数: a=23.1(2)A, b=27.9(2)A, c=21.3(4)A,β=100(5)°;孔径D=10(6) nm,比表面积A/g=2.3(6) m2/g,微孔透气速率最小表面张力80kN/m2·h;外观呈淡蓝色细粉末状,微溶于水,具有沸石所固有的分子筛所固有的孔道结构,且比表面积大、活性高、表面吸附力强、吸附速度快、容易再生等特点。
分子筛作为一种吸附剂,在工业上主要是指沸石分子筛,可广泛应用于气体分离、液体分离、固体干燥、除湿、水质净化、色谱分离、催化剂载体等领域。
分子筛还是固体粉末活性炭、微孔硅胶、微孔沸石的原料。
石油产品精制(加氢精制)、石油产品深加工(石油产品催化裂化、延迟焦化、选择性加氢、柴油加氢脱硫醇等)、轻质燃料油的脱臭、废水处理(饮用水、工业用水、污水)、炼油厂、水煤浆厂、垃圾焚烧发电厂等行业的气体净化和分离以及制备超细分子筛。
分子筛分子筛(又称合成沸石)是一种硅铝酸盐多微孔晶体,它是由SiO和AIO四面体组成和框架结构。
在分子筛晶格中存在金属阳离子(如Na,K,Ca等),以平衡四面体中多余的负电荷。
一、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,但再生温度一般在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。
三、分子筛的特性分子筛是一类结晶的硅铝酸盐,由于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。
(2)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。
(3)具有强烈的吸水性。
哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下,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。
b)金属阳离子易被交换。
c)分子筛内部空腔和通道形成非常高的内表面积。
其内表面可高于分子筛颗粒的外表面积的10000-100000倍。
1、根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应分子筛晶体具有蜂窝状的结构,晶体内的晶穴和孔道相互沟通,并且孔径大小均匀,固定(分子筛空腔直径一般在6—15埃之间),与通常分子的大小相当,只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附,而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道,则不被分子筛吸附。
而硅胶,活性氧化铝和活性碳没有均匀的孔径,孔径分布范围十分宽广,所以没有筛分性能。
2、根据分子极性,不饱和度和极化率的选择吸附分子筛对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力;在非极性分子中,对于极化率在的分子有较高的选择吸附优势。
此外,沸点越低的分子,越不易被分子筛所吸附。
3.2、分子筛的高效吸附特性:分子筛对于H2O、NH3、H2S、CO2 等高分子极性具有很高的亲和力,特别是对于水,在低分压(甚至在133帕以下)或低浓度,高温(甚至在100℃以上)等十分苛刻的条件下仍有很高的吸附容量。
1、低分压或低浓度下的吸附在相对湿度30% 时分子筛的吸水量比硅胶,活性氧化铝都高。
随着相对湿度的降低,分子筛的优越性越发显著,而硅胶,活性氧化铝随着湿度的增加,吸附量不断增加,在相对湿度很低时,它们的吸附量很少。
2、高温吸附分子筛是唯一可用的高温吸附剂。
在100 ℃和1.3 %相对湿度时分子筛可吸附15%重量的水分,比相同条件下活性氧化铝的吸水量大10倍;而比硅胶大20倍以上。
所以在较高的温度下,分子筛仍能吸附相当数量的水分,而活性氧化铝,特别是硅胶,大大丧失了吸附能力。
3、高速吸附分子筛对像水等极性分子在分压或浓度很低时的吸附速率要远远超过硅胶,活性氧化铝。
虽然在相对湿度很高时,硅胶的平衡吸水量要高于分子筛,但随着吸附质的线速度的提高,硅胶的吸水率越来越不如分子筛效率高。
3.3、分子筛的离子交换性分子筛的一个重要性能是可以进行可逆的离子交换。
通过这种交换,改进了分子筛的吸附和催化性能,从而获得了广泛的应用(如可用于软化水和废水处理)。
3.4、分子筛的催化性能分子筛晶体具有均匀的孔结构,孔径的大小与通常分子相当;它们具有很大的表面积。
而且表面极性很高;平衡骨架负电荷的阳离子,可进行离子交换;一些具有催化活性的金属也可以交换导入晶体,然后以极高的分散度还原为元素状态;同时分子筛骨架结构的稳定性很高。
这些结构性质,使分子筛不仅成为优良的吸附剂,而且成为有效的催化剂和催化剂载体。
四、分子筛的主要技术指标及应用范围沸石分子筛是一类由硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子相互连接成骨架结构、并具有均匀晶内孔道的晶态微孔材料。
通常,天然的和人工合成的沸石分子筛指的是硅铝酸盐。
沸石分子筛不仅可应用于催化、吸附、分离等过程,还可用于微激光器、非线性光学材料及纳米器件等新兴领域,并在药物化学、精细化工和石油化工等领域有着广阔的应用前景。
分子筛主要应用品种有3A、4A、5A、13X以及以上述为基质的改性产品。
3A 分子筛用途:各种液体(如乙醇)的干燥;空气的干燥;制冷剂的干燥;天然气、甲烷气的干燥;不饱和烃和裂解气、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。
4A分子筛用途:空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥;氩气的制取和净化;药品包装、电子元件和易变质物质的静态干燥;油漆、燃料、涂料中作为脱水剂。
5A分子筛用途:变压吸附;空气净化脱水和二氧化碳。
13X分子筛用途:空气分离装置中气体净化,脱除水和二氧化碳;天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫;一般气体深度干燥。
改性分子筛可用于有机反应的催化剂和吸附剂。
加工工艺:利用现有的硅铝酸盐矿石或煤矸石等原料,经过粉碎、成型(可造粒或挤条)、高温烧结、用氢氧化钠、氢氧化钾或氯化钙等无机物水溶液在一定温度下浸泡一定时间、然后洗涤、压滤、粉碎、成型、养生、干燥、活化工艺加工而成。
颗粒度(mm,% ):分子筛的外观指标,颗粒度范围控制在:上,下限之间大于95% ;上,下限及上限加下限均不行超过5% 。
静态水吸附( mg/g):分子筛的主要指标。
静态水吸附量的多少,基本上体现了该分子筛的品质。
静态水吸附的范围一般在200-265mg/g 之间。
吸附特定介质量(mg/g ):分子筛的主要指标。
不同的分子筛都要按其主要用途和其标准孔径,由一种特定的介质来进行检测,检测的结果,将直观表明该分子筛的品质的优劣。
抗压强度(N/颗):分子筛的主要指标。
由于使用分子筛的工况条件大多是压力差较大(特别是吸附与再生切换时),如果分子筛的抗压强度不符合要求,极易造成分子筛的破损,除影响分子筛的使用寿命外,还可能使设备管道堵塞造成严重后果。
抗压强度与吸附容量基本上呈反比关系。
如何在保证吸附容量的基础上提高抗压强度,也是提高分子筛质量的关键。
堆积密度(g/ml ):分子筛的主要指标。
堆积密度与抗压强度基本上呈正比关系,在吸附容量不变的情况下,堆积密度越大越好。
磨损率(% ):分子筛的外观指标。
磨损率越低,分子筛的粉尘就越少,在使用中的不良情况越少,分子筛的品质就好。
包装含水量(% ):包装含水量越小,表明分子筛在储存和运输过程中的预吸附越少,对用户来讲,除了省却不必要的再生处理外,它的价值更大。
1、 3A分子筛(1)概述裂解气中一般含有400-700PPm的水份,这些水份在深冷分离操作时会结成冰,另外在高压和低温条件下,水还能与低碳烷烃(如:CH4、C2H6及C3H8等)生成白色结晶的烃水合物。
而冰与烃水合物的晶体均可导致辞管道及设备堵塞,以至造成停车。
因此,石油裂解气在深冷分离之前必须进行深度脱水干燥,使裂解气中的水含量降低到小于5PPm(即其露点低于——60℃)。
目前国内处公认并普通采用的最为理想的深度干燥吸附剂为3A沸石分子筛,由于它只吸附裂解气中的水,不吸附较大的烃类分子(如:C2H6、C2H4、C3H8及C3H6等),因而可以避免烯烃化合物在分子筛孔道内部结焦,从而延长吸附剂的使用寿命。
(2)条形3A分子筛主要技术条件项目指标堆积密度,g/ml≥ 0.64 0.60 0.55 0.64 0.60 0.55 粒度,%≥ 98.0 94.0 90.0 98.0 90.0 80.0 指标名称 1.5~1.7mm 3.0~3.3mm 优级品一级品合格品优级品一级品合格品磨耗率,%≤ 0.25 0.35 0.50 0.60 0.80 1.00 静态水吸附,%≥ 20.0 19.0 20.0 19.0 抗压强度,N/mm2 ≥ 20.0 18.5 15.0 20.0 18.5 15.0 静态乙烯吸附,mg/g ≤ ≤3.0 包装品含水量,%≤ ≤1.5(3)球形3A分子筛技术条件项目 1.5~1.7 3.~5mm 一级品合格品一级品合格品磨耗率,%≤ 0.40 0.60 0.40 0.60 堆积密度,g/ml ≥ 0.68 0.60 0.68 0.60 粒度,%≥ 96.0 95.0 96.0 95.0 静态水吸附,%≥ 20.0 19.0 20.0 19.0 抗压强度,(N/颗) ≥ 44.0 59.0 静态乙烯吸附,mg/g ≤ 3.0 包装品含水量,%≤ 1.5二、4A分子筛用途:用于氟里昂制冷剂的干燥及其它分子尺寸大于 4.8Å的物质的脱水干燥。
4A分子筛主要技术条件(球形)指标名称 2~3mm 4~6mm 一级品合格品一级品合格品磨耗率,%≤ 0.40 0.60 0.40 0.60 堆积密度,g/ml ≥ 0.66 0.60 0.66 0.60 粒度,%≥ 88 85 88 85 静态水吸附,%≥ 21 20 21 20 抗压强度,(N/颗) ≥ 30 25 70 50 包装品含水量≤ 1.5 1.5 1.5 1.5 三、5A制(富)氧分子筛用途:用于空分制氧工业上做高效的氧氮分离吸附剂,其生产的氧纯度可根据需要控制在50-90%之间。
主要技术指标项目指标规格mm 堆积密度静态吸水抗压强度 O2、N2分离系数 O2、N2保留值(ml/g) 磨耗率包装含水≥g/ml ≥%≥N/颗 O2 N2 <=% <=%球形Ø2-3 0.66 21 25 2.40-2.752.6 8.0 <=0.50 <=1.5 Ø4-6 0.62 21 50 <=0.50 <=1.5四、5A脱蜡分子筛用途:广泛用于石油及其馏份中分离正构烷烃(即脱蜡)。
脱蜡后的油品质量具有低冰点的航空煤油的优良性能,分离出的正构烷烃(石蜡)可作为合成洗涤剂的化工原料。
主要技术指标项目指标规格mm 堆积密度≥g/ml 静态吸水≥%抗压强度≥N/mm2/N颗磨耗率≤%吸正己烷(P/ps=0.1) ≤%包装含水≤%条形Ø3-5 0.60 21 22 ≤0.55 12.0 1.5 球形Ø4-6 0.62 21 60 ≤0.50 12.0 1.5 五、13X分子筛用途:用于石油气与天然气的脱硫(H2S,SO2,硫醇及噻吩),同时又是一种极好的干燥剂。