分子筛在生活中常作为水质净化和软化的离子交换床。它在洗衣粉领域也有其独到之处。在洗衣粉中加入分子筛用作水的软化剂,硬水中的钙离子和镁离子与分子筛中的钠离子发生离子交换,可以去除原本硬水中的钙离子和镁离子,将分子筛中的钠离子释放到硬水中,从而达到软化水质、提高洗衣粉性能的效果。同样的,该功能也可用于净水器中提升水质。这就是世界上较小的筛子——分子筛,在工业生产、医疗和生活等诸多领域都有普遍的用途,小小的身躯却有巨大能量。分子筛主要应用范围:空气分离,在对氮气、氧气及其他气体液化和低温分离前清理空气中的水和二氧化碳。安徽制氧吸附分子筛
3Å分子筛用于去除乙醇中的水分,乙醇可直接用作生物燃料,或间接用于生产各种产品,如化学品、食品、药品等。由于水和乙醇在大约95%的浓度下形成共沸物,常规蒸馏不能从乙醇工艺流程中除去所有的水(乙醇生产中不希望的副产物),因此分子筛珠被用于通过将水吸附到珠中并允许乙醇自由通过,在分子水平上分离乙醇和水。一旦珠子充满水,就可以控制温度或压力,使水从分子筛珠子中释放出来。3Å分子筛储存在室温下,相对湿度不超过90%。它们在减压下密封,远离水、酸和碱。4Å分子筛化学式: Na2O•Al2O3•2SiO2•9/2H2O,硅铝比: SiO2/ Al2O3≈2,4Å分子筛被普遍用于干燥实验室溶剂。它们可以吸收水和临界直径小于4Å的其他分子,如NH3、H2S、SO2、CO2、C2H5OH、C2H6和C2H4。它被普遍用于液体和气体的干燥、精炼和净化(如氩气的制备)。重庆小粒径分子筛分子筛忌油和液态水。使用时应尽量避免与油及液态水接触。
分子筛的特性:(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。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。
ZSM-5 结构,如果说二维结构的石墨烯像书页,那书就是三维结构的石墨,即指原子在三个方向上规则、连续的排列着,3个方向上的空间尺度都远大于纳米级。SSZ-13就属于三维材料。四元环和六元环组成D6R,四元环和八元环组成CHA笼,D6R和CHA笼交替排列形成三维交叉孔道结构。弄清楚分子筛孔道结构才能方便下一步的研究,比如较受关注的酸性位点和阳离子交换位点问题以及DFT计算等。ZSM-5孔道可分为十元环直孔道和十元环正弦孔道,其酸性位点可分为三种:α位(直孔道壁) 、β(正弦孔通道) 和γ位(正弦孔道壁),三个位点的数量、性能不同,The Effect of Different Active Sites on the Catalytic Activity of Fe-ZSM-5 Zeolite for N2O Direct Decomposition文章中就提到α位的Fe离子活性更高。不过SSZ-13文章中貌似没有α、β、γ位点的说法,其酸性位点或者说阳离子位点可能有四种(我理解的两个位点的关系应该是酸性位点包含阳离子位点,即分子筛本身有酸性位点,阳离子的加入取代了某些酸性位点上的质子)。分子筛具有晶体的结构和特征,表面为固体骨架,内部的孔穴可起到吸附分子的作用。
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。分子筛种类,分子筛有天然沸石和合成沸石两种。江苏纳型分子筛价位
大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心,同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。安徽制氧吸附分子筛
分子筛的分类,按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛。通式为:MO.Al2O3.xSiO2.yH2O,其中M表示K、Na、Ca等。习惯上:SiO2/Al2O3摩尔比:2.2~3.0 叫X型分子筛。 SiO2/Al2O3摩尔比:>3.0叫Y型分子筛。A型分子筛的硅铝比接近1:1。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。4A型即孔径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。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。 安徽制氧吸附分子筛