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      分子篩特性介紹

      發(fā)布日期: 2012-10-11

      分子篩是一類結(jié)晶的硅鋁酸鹽,由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積,所以具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)。

      (1)按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用,即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子;
      (2)對(duì)于小的極性分子和不飽和分子,具有選擇吸附性能,極性越大,不飽和度越高,其選擇吸附性越強(qiáng);
      (3)具有強(qiáng)烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下,仍有相當(dāng)高的吸水容量。

      分子篩

      一、分子篩基本特性
      a)分子篩對(duì)水或各種氣,液態(tài)化合物可逆吸附及脫附;
      b)金屬陽離子易被交換;
      c)分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。其內(nèi)表面可高于分子篩顆粒的外表面積的10000-100000倍;

      1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應(yīng)
      分子篩晶體具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu),晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通,并且孔徑大小均勻,固定(分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間),與通常分子的大小相當(dāng),只有那些直徑比較小的分子才能通過沸石孔道被分子篩吸附,而構(gòu)型龐大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔道,則不被分子篩吸附。而硅膠,活性氧化鋁和活性碳沒有均勻的孔徑,孔徑分布范圍十分寬廣,所以沒有篩分性能。

      2、根據(jù)分子極性,不飽和度和極化率的選擇吸附
      分子篩對(duì)于極性分子和不飽和分子有很高的親和力;在非極性分子中,對(duì)于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢(shì)。此外,沸點(diǎn)越低的分子,越不易被分子篩所吸附。

      二、分子篩的高效吸附特性
      分子篩對(duì)于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力,特別是對(duì)于水,在低分壓(甚至在133帕以下)或低濃度,高溫(甚至在100℃以上)等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。

      1、低分壓或低濃度下的吸附
      在相對(duì)濕度30%時(shí)分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對(duì)濕度的降低,分子篩的優(yōu)越性越發(fā)顯著,而硅膠,活性氧化鋁隨著濕度的增加,吸附量不斷增加,在相對(duì)濕度很低時(shí),它們的吸附量很少。

      2、高溫吸附
      分子篩是高溫吸附劑。在100 ℃和1.3 %相對(duì)濕度時(shí)分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下,分子篩仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的水分,而活性氧化鋁,特別是硅膠,大大喪失了吸附能力。

      3、高速吸附
      分子篩對(duì)像水等極性分子在分壓或濃度很低時(shí)的吸附速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硅膠,活性氧化鋁。雖然在相對(duì)濕度很高時(shí),硅膠的平衡吸水量要高于分子篩,但隨著吸附質(zhì)的線速度的提高,硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率高。

      三、分子篩的離子交換性
      分子篩的一個(gè)重要性能是可以進(jìn)行可逆的離子交換。通過這種交換,改進(jìn)了分子篩的吸附和催化性能,從而獲得了廣泛的應(yīng)用(如可用于軟化水和廢水處理)。

      四、分子篩的催化性能
      分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu),孔徑的大小與通常分子相當(dāng);它們具有很大的表面積。而且表面極性很高;平衡骨架負(fù)電荷的陽離子,可進(jìn)行離子交換;一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體,然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài);同時(shí)分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì),使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑,而且成為有效的催化劑和催化劑載體。

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