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沸石分子篩
沸石分子篩是結晶鋁硅酸金屬鹽的水合物,其化學通式為:Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。M代表陽離子,m表示其價態數,z表示水合數,x和y是整數。沸石分子篩活化后,水分子被除去,餘下的原子形成籠形結構,孔徑為3~10Å。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴,空穴之間有許多同直徑的孔(也稱「窗口」)相連。由於分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內部,而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外,起到篩分分子的作用,故得名分子篩。
沸石分子篩在自然界中即可存在,人工大量合成是從上世紀70年代開始。它具有晶體的結構和特徵,表面為固體骨架,內部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之間有孔道相互連接,分子由孔道經過。由於孔穴的潔凈性質,分子篩的孔徑分佈非常均一。分子篩依據其晶體內部孔穴的大小對分子進行選擇性吸附,也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質的分子。
沸石分子篩按其孔或通道體系可分為小孔,中孔(介孔)和雙孔沸石三個組別.
可用於富氧空氣的變壓吸附分離。
(b)B型

  (b)B型

(a)A型

  (a)A型

兩種常用沸石分子篩結構圖
沸石分子篩的吸附作用有兩個特點:(1)表面上的路易斯中心極性很強;(2)沸石中的籠或通道的尺寸很小,使得其中的引力場很強。因此,其對吸附質分子的吸附能力遠超過其他類型的吸附劑。即使吸附質的分壓(或濃度)很低,吸附量仍很可觀。沸石分子篩的吸附分離效果不僅與吸附質分子的尺寸和形狀有關,而且還與其極性有關,因此,沸石分子篩也可用於尺寸相近的物質的分離。
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