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。分子筛的种类分为3a、4a、5a型等,当用于不同的行业领域。广东锂型分子筛
什么是分子筛,分子筛的作用及特点是什么?分子筛主要应用在哪些领域,哪些行业用的较多?分子筛的定义,是一种由人工合成的,具有强力吸附、筛分分子、离子交换、催化作用的筛选分子,别称为天然沸石。也是一种天然硅铝酸盐,因它在外形的结构上面,有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,而且也会将不同孔径的分子筛,把不同尺寸大小的分子进行分离。筛分功能,分子筛的孔径分布非常均匀整齐,当分子直径小于孔穴直径的物质,才会进入分子筛的晶穴内部。从而将各型号的分子筛进行分离。广东锂型分子筛分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物质的分子。
如何得知分子筛上的酸中心是B或L酸呢?通常可以用氨气等碱性物质在固体表面吸附的红外光谱测定B酸和L酸。酸性测定思路,对于制备的分子筛催化剂,需要对其活性进行测试,来检验哪种催化剂的效果更好,对于选出来的效果好的催化剂,再对其进行表征,了解其晶体结构、表面形貌、各物种的含量和分布、活性位点等。分子筛的酸性也是对分子筛检测的重点,包括酸类型、酸密度、酸位置、酸强度等,涉及多种方法,后续再慢慢了解。测活:制备好的分子筛头一步就是测活性,只有活性好的分子筛才值得进行下一步的表征。催化剂的活性就是催化效果,一般用转化率表示。
分子筛的催化性能,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。这些特性使它成为性能优异的催化剂。而且晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。分子筛的结构:基本结构组成:一级结构:硅氧四面体、铝氧四面体;二级结构:氧、硅或铝连接成环;三级结构:二级结构通过氧桥互相连接形成多面体笼;四级结构:不同类型的笼进一步排列形成分子筛。其实分子筛的催化性能是通过质子传递或授受电子对完成催化作用的。这就与分子筛酸性有关。分子筛催化剂按酸碱的性质可分为两类:质子酸碱(亦称布朗斯台德酸碱,简称B酸、B碱)催化剂和路易斯酸碱(简称L酸、L碱)催化剂。由B酸和L酸结合成的催化剂,具有很高的酸强度,称较强酸催化剂。简单来说B酸是指能给出质子( H + ) 的物质,L酸是指能接受电子对的物质。分子筛在化学工业中作为固体吸附剂,被其吸附的物质可以解吸,分子筛用后可以再生。
豫和分子筛为粉末状晶体,有金属光泽,硬度为3~5,相对密度为2~2.8,天然沸石有颜色,合成沸石为白色,不溶于水,热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。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。天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。广东锂型分子筛
在一般反应条件下沸石分子筛对反应方向起主导作用,呈现了择形催化性能。广东锂型分子筛
分子筛主要应用范围:空气分离,在对氮气、氧气及其他大气气体进行液化和低温分离前清理空气中的水和二氧化碳;利用变压吸附系统或真空变压吸附系统分离氧气和氮气;对高纯度食品级 CO2 进行脱硫处理。石油炼化,对烷基化进料、低温分离前的精炼厂气流、石脑油和柴油进行脱水处理;清理重整装置物料中的水、HCl 和 H2S,清理醚化残液物料和烷基化进料中的氧化物,清理 HF 和有机氟,清理 H2S,以便通过管道运输铜条测试,清理醚化进料中的腈,对乙醇进行脱水处理,对 LPG 流体进行脱水和脱硫处理,分离支链和环状化合物中的正链烷烃,通过变压吸附进行纯化处理,从而提高碳氢化合物流体的等级,清理 Hg。广东锂型分子筛