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。
分子筛对催化科学和技术有巨大的影响。60年代初分子筛裂化催化剂的发明,引发了炼油工业的一场技术革命。70年代发现ZSM-5分子筛的择形性,使得重要的石油炼制和石油化工新工业过程(乙苯生产、甲苯歧化、重油脱蜡等)开发成功。80年代TS-1变价元素杂原子分子筛的出现使分子筛“氧化催化”的领域异常活跃。近年来分子筛在“环保催化”中应用亦发展很快。分子筛在工业催化过程的成功应用激励了分子筛合成、改性、表征、应用研究的广泛开展。分子筛改性最基本的办法是通过二次合成、杂原子同晶取代等途径,改变其骨架组成。AEM对检测纳米级范围的元素及其组成变化十分有利。下面以脱铝Y分子筛和TS-1分子筛为例,介绍AEM在分子筛合成中的应用。
70年代炼油工业面临渣油加工和高辛烷值汽油生产的问题。FCC催化剂必须具有高的水热稳定性、抗重金属污染、减少积炭生成、抑制氢转移反应等特点。
人们发现Y分子筛经脱铝,提高其骨架Si/Al比会带来一系列结构和化学性质的变化,包括晶胞收缩、表面酸中心浓度降低、酸中心强度增加、酸中心分布分散、同时产生二次中孔。这些正适应炼油催化剂性能新的要求。脱铝Y分子筛已被广泛用作FCC催化剂活性组份。实际上因晶化时间较长,工业规模直接合成具有Si/Al比大于5的Y沸石是十分困难的。所以合成后脱铝或用模板剂是仅有可能制备高Si超稳Y沸石的方法。脱铝Y分子筛最先由Grace公司的Mcdanniel和Maher于1968年提出的。在有水蒸汽存在条件下,NH4Y分子筛经高温焙烧制得,称超稳Y分子筛(USY)。目前,制备脱铝Y分子筛的方法主要有:水热深床处理(工业大规模生产采用此种方法);化学法(液相或气相)脱铝;水热-化学法等。
沸石分子筛原粉是种含水的铝硅酸盐晶体,它由硅氧四面体组成骨架,在结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面积很大的空穴,把空穴和孔道内的水加热赶出去,便具有吸附某些分子的能力,直径比孔道小的分子能进入空穴中,直径比孔道大的分子被拒之于外,起着筛选分子的作用。
分子筛原粉主要用于制造分子筛,通过混入粘结剂、高岭土等材料,加工成球状,条形或其他无规则形状,经高温焙烧后制成成型分子筛,也可直接高温焙烧制成活化沸石粉。
沸石分子筛具有复杂多变的结构和独特的孔道体系,是一种性能优良的催化剂。ZSM-5与Y型沸石分子筛共同作用应用于FCC反应,以获得较高产率的汽油、丙烯和丁烯。MCM-22沸石分子筛在烷基化反应上具有显著的优势,例如MCM-22作为液相烷基化催化剂催化苯和乙烯反应制备乙苯,不仅提高了乙苯选择性,并且MCM-22本身的稳定性高,用量少,可以在反应器中进行原位再生,而其它种类催化剂则必须从反应器中取出另行再生。在短链烷基取代芳烃的合成反应上,MCM-56有更好的活性,并且不容易失活。ZSM-22在许多工艺中用作催化剂,但主要是用于丁烯骨架异构和正庚烷异构化两个方面。
近年来,沸石分子筛由于具有独特的结构及性能,已经在吸附分离、催化等领域取得了广泛的应用。但其至今仍具有很大的研究意义,很多学者仍致力于沸石分子筛的研究中。总之,沸石分子筛已经并且继续改变着化工行业及人类的生活。
沸石分子筛原粉是种含水的铝硅酸盐晶体,它由硅氧四面体组成骨架,在结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面积很大的空穴,把空穴和孔道内的水加热赶出去,便具有吸附某些分子的能力,直径比孔道小的分子能进入空穴中,直径比孔道大的分子被拒之于外,起着筛选分子的作用。
分子筛原粉主要用于制造分子筛,通过混入粘结剂、高岭土等材料,加工成球状,条形或其他无规则形状,经高温焙烧后制成成型分子筛,也可直接高温焙烧制成活化沸石粉。分子筛具有很好的择形吸附、催化和离子交换能力,它能吸附分离某些气体、水、液体、混合物或除去某些有害气体,达到净化与干燥的目的;作为催化剂,用于石油催化裂化等工业,它具有很高的活性,较好的选择性和热稳定性;此外还用于中空玻璃生产及水处理领域,都有显著的效果。
沸石分子筛原粉是种含水的铝硅酸盐晶体,它由硅氧四面体组成骨架,在结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面积很大的空穴,把空穴和孔道内的水加热赶出去,便具有吸附某些分子的能力,直径比孔道小的分子能进入空穴中,直径比孔道大的分子被拒之于外,起着筛选分子的作用。
分子筛原粉主要用于制造分子筛,通过混入粘结剂、高岭土等材料,加工成球状,条形或其他无规则形状,经高温焙烧后制成成型分子筛,也可直接高温焙烧制成活化沸石粉。