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按催化性质,分子筛催化剂可以分为以下几点:(1) 酸催化剂,利用分子筛的表面酸性进行催化反应。(2)双功能催化剂,分子筛可以负载铂、钯类的金属,得到兼有金属催化功能和酸催化功能的双功能分子筛催化剂。(3) 择形催化剂,由于分子筛的催化作用一般发生在晶体内空间,分子筛的孔径大小和孔道结构对催化活性和选择性有很大的影响。分子筛具有规整而均匀的晶内孔道,而且孔径大小接近于分子尺寸,使分子筛的催化性能随反应物分子、产物分子或反应中间物的几何尺寸的变化而明显变化。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。浙江分子筛厂家直销
下图中的分子筛结构应该如何描述呢?准确地说这是方钠石笼按照金刚石中碳排列方式通过双六元环连接形成二十六面体的超级笼,但套用分子筛界的“摩斯密码”,FAU三个字母就可以简洁准确地表示上述复杂的结构。分子筛具有规则的孔结构和固定的孔尺寸,基于尺寸可以选择性地筛分分子。例如FAU分子筛孔口直径是0.74 纳米,那么能进入FAU分子筛中较大的分子尺寸就是0.74纳米。分子筛独特的结构特点决定了其在吸附分离、催化反应等领域能够得到普遍的应用。浙江分子筛厂家直销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。
分子筛是一种具有均匀大小的孔(非常小的孔)的材料。这些孔径大小上与化学小分子相似,因此大分子不能进入分子筛或被吸附,而小分子可以。当分子的混合物迁移和通过被称为筛子(或基质)的多孔半固体物质的固定床时,分子量较高的组分(不能进入分子孔)首先离开床层,随后是依次较小的分子。一些分子筛被用于色谱分析,这是一种根据分子大小对分子进行分类的分离技术。其他分子筛被用作干燥剂(例如活性炭和硅胶)。分子筛直径的测量单位为埃(Å)或纳米(nm)。
根据IUPAC规定,微孔材料的孔径小于2 nm(20 Å),大孔材料的孔径大于50 nm(500 Å);介孔材料位于它们中间,孔径在2至50 nm (20–500 Å)之间。分子筛可以是微孔、介孔或大孔材料。微孔材料(孔径< 2 nm),沸石(铝硅酸盐矿物,不要与硅酸铝混淆),LTA沸石:3–4,多孔玻璃:10 Å (1 nm)及以上,活性炭:0–20 Å (0–2 nm)及以上。粘土、蒙脱土混合物、埃洛石(高岭土):发现了两种常见的形式,当粘土含水时,层间距为1 nm,当脱水时(脱水高岭土),层间距为0.7 nm。埃洛石通常以直径平均为30 nm、长度在0.5到10微米之间的小圆柱体的形式存在。1.2 介孔材料(2-50 nm),二氧化硅(用于制造硅胶):24 Å (2.4 nm),1.3 大孔材料(> 50 nm),介孔二氧化硅,200–1000 Å (20–100 nm))。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。
分子筛的高效吸附特性。(1)低分压或低浓度下的吸附,在相对湿度30%时分子筛的吸水量比硅胶,活性氧化铝都高。随着相对湿度的降低,分子筛的优越性越发明显,而硅胶,活性氧化铝随着湿度的增加,吸附量不断增加,在相对湿度很低时,它们的吸附量很少。(2)高速吸附,分子筛对像水等极性分子在分压或浓度很低时的吸附速率要远远超过硅胶,活性氧化铝。虽然在相对湿度很高时,硅胶的平衡吸水量要高于分子筛,但随着吸附质的线速度的提高,硅胶的吸水率越来越不如分子筛效率高。存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。浙江分子筛厂家直销
分子筛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。浙江分子筛厂家直销
具有十二元氧环的有Y型分子筛 (x= 3.1~6.0)和丝光沸石(x=9~11)。前者可用做裂化催化剂、双功能催化剂,后者可用作甲苯的歧化催化剂。十元氧环的有ZSM-5、ZSM-11等部分 ZSM系列分子筛。八元氧环的有A型分子筛(x=2)、T型分子筛及ZSM-34等。它们的孔很小,只有直链烃才能进入到细孔中。以分子筛为催化活性组分或主要活性组分的催化剂称为分子筛催化剂。分子筛具有离子交换性能、均一的分子大小的孔道、优异的酸催化活性、并有良好的热稳定性和水热稳定性。可制成对许多反应有高活性、高选择性的催化剂。浙江分子筛厂家直销
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