分子筛的相关知识.doc

沸石分子筛的主要成分是硅铝酸盐，不同型号的分子筛主要是硅/铝比不同。2 r v$ Ft, g! V 沸石分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于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，而把比孔道大得分子排斥在外,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。目前分子筛在化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。 9 t: F5 u+ B. u3 O7 0 Y: K0 e/ M沸石分子筛型号种类：, n8 E. p/ F8 aA型:钾A(3A)3A分子筛 ,钠A(4A)4A分子筛, 钙A(5A)5A分子筛,7 1 i% ?8 # e7 tX型:钙X(10X)10X分子筛, 钠X(13X)13X分子筛& L: v8 f# G% kY型:,钠Y,钙Y3 K% h* I. g! x# O碳分子筛和活性炭一样由相同的微晶炭构成。沸石分子筛2 T+ d! Q9 X7 L沸石分子筛的特点是它有相当均匀的孔径，如0.3nm、0.4nm、0.5nm、0.6nm、0.7nm 、0.8nm、0.9nm、1.0 nm细孔，比孔径小的分子，可以通过微孔孔口进入孔穴内，吸附于孔穴表面，并在一定条件下解吸放出；比孔径大的分子则不能进入，从而把分子直径大小不同的混合分离开来，分子筛由此而得名。$ v4 E% B7 R# D6 e; U M2 X 2 T/ o: : Q1 K4 o2 & J1 o沸石分子筛主要用于化学工业的各种原料气(液)体的干燥及利用分子筛作用来分离正烷烃等。沸石分子筛原理 什么是沸石分子筛 沸石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。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。由于孔穴的结晶性质，分子筛的孔径分布非常均一。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，因而被形象地称为分子筛。 分子筛吸附或排斥的功能受分子的电性影响。合成沸石具有根据分子的大小和极性而进行选择性吸附的特殊功能，因而可以对气体或液体进行干燥或纯化，这也是分子筛可以进行分离的基础。合成沸石可以满足工业界对吸附和选择特性产品的广泛需求，在工业分离中也大量应用到合成沸石分子筛。 UOP分子筛的优越性 自从四十年代末UCC的科学家们发明了第一代合成分子筛以来，UOP的分子筛技术日新月异。今天，UOP的分子筛以高效、低耗和可靠著称于世。 借助UOP分子筛的高吸附容量，用户可能降低分子筛的装填量，延长吸附周期，更重要的是，借助此优越性，用户可以显著降低其投资和操作费用，降低能耗。这在能源日趋紧张的今天格外引人注目。 高度的可靠性使用户不再为意外停车而困扰，这是UOP分子筛带给他们的信心。 传统的分子筛可用做干燥剂、吸附剂以及离子交换剂，UOP还为非传统应用领域提供高硅沸石系列分子筛, 包括去除影响食物及饮料的口味或造成异味的有机体的分子筛。 UOP分子筛的种类 上海环球分子筛有限公司拥有: 最先进的分子筛合成装备 最全面的分子筛制造手段 三条成型的生产线 ： AF球型分子筛生产线 NF球型分子筛生产线 条型分子筛生产线上海环球分子筛有限公司能够生产: 最完全的分子筛种类 - 3A 4A 5A 13X 最齐全的分子筛形状 - 球型： AF 球型 NF 球型 最广泛的分子筛尺寸 - 3x5目 4x8目 6x8目 8x12目 10x20目 20x32目 1/4英寸 1/8英寸 1/16英寸 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。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。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。 4. 抗再沉积性：4A分子筛具有良好的油污附着力，当碳酸钠、CMC、硅酸钠和硫酸钠等助剂中加入沸石后，明显减少尼龙布对油污的吸附。沸石的粒度在0.4-1.0m时，其分散性比较好，可以防止在织物上附着。 虽然4A分子筛的分散能力不如STPP，但通过与聚丙烯酸钠复配可以解决其对污垢的分散问题。 5. 与其他助剂的配伍性： 4A分子筛与其他助剂得当可以使其性能互补，4A分子筛对污垢的分散性及对硬度离子的螯合性不如STPP，但4A分子筛与STPP混用，去污力可达到单一用STPP的效果。这是因为STPP能自固体表面快速络合钙镁离子，并通过水介质传给4A分子筛。4A分子筛结合镁离子能力差，可通过在分子筛中复配硅酸盐、碳酸盐得到补偿。 6. PH缓冲作用：4A分子筛呈碱性，1%的水溶液PH在11.0，因此具有一定的缓冲碱度。 7. 安全性：4A分子筛无毒，对人体高度安全。对眼睛、皮肤无刺激，不会导致过敏，使用安全可靠。在洗涤后沉积于土壤中，不造成污染，而且还可以改良土壤，4A分子筛对生态无不良影响。4A分子筛的应用1.日化-涤剂助剂：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。 2.环保-污水处理：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。 3.其他用途：（1）水处理-硬水软化剂,可以代替目前我国广泛使用的磺化煤，从而降低成本； （2）冶金工业-分离剂,分离、提取卤水中的钾、铷、铯等。在工业上用于富集、分离和提取金属等工艺过程； （3）石化工业-催化剂、干燥剂、吸附剂 ； （4）农业-土壤改良剂 ； （5）医药-载银沸石抗菌剂。3A型分子筛的分子式：0.67K2O0.33Na2OAl2O32SiO24.5H2O4A型分子筛的分子式： Na2OAl2O32SiO24.5H2O孔径或半径（,10-10m）3A分子筛 34A分子筛 4水 2.76氧气 3.46氮气 3.64可以看出水分子的半径小于3A分子筛的孔径，可以被3A分子筛吸附。而氧气，氮气的分子半径大于3A分子筛的孔径，不能被3A分子筛吸附。同理4A分子筛可以吸附水，氧气，氮气。4A分子筛除了吸附空气中的水分以外还吸附氧气和氮气，将导致中空玻璃受外界气温和压强的变化，外凸或内凹（呼吸现象：当外界气温升高，4A分子筛将把吸附的氮气和氧气释放出来导致中空玻璃内部压强大于外界气压，中空玻璃将外凸。当外界气温降低时，4A分子筛又将氮气、氧气吸附使得外界压强大于中空玻璃内部压强，中空玻璃外凸现象消失或者内凹）。这样一凸一凹将会对中空玻璃密封性能造成影响，更