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浅析沸石分子筛的吸附作用

发表时间:2022-11-24      点击次数:217

沸石分子筛是一类天然存在或者人工合成的具有均匀孔径和规则孔道的硅铝酸盐材料,硅铝分子筛是以硅氧四面体和铝氧四面体为基本结构,其内部主要结构是基本结构通过氧桥相互连接形成的多元环和多个多元环连接形成笼之间的各种孔道,且有孔道规模可控、孔径稳定且单一、比表面积大的特点。


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"。


沸石分子筛的吸附作用有两个特点:


(1)表面上的路易斯中心极性很强;


(2)沸石中的笼或通道的尺寸很小,使得其中的引力场很强。因此,其对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。即使吸附质的分压(或浓度)很低,吸附量仍很可观。沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关,而且还与其极性有关,因此,沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分子。


沸石分子筛中的A型分子筛,它是类似于NaCl的立方晶系结构。若将NaCl晶格中的Na+和Cl-全部换成β笼,并将相邻的β笼用γ笼联结起来就得到A-型分子筛的晶体结构。8个β笼联结后形成一个方钠石结构,如用γ笼做桥联结,就得到A-型分子筛结构。中心有一个大的α的笼。α笼之间通道有一个八元环窗口,其直径为4Å,故称4A分子筛。


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