分子篩是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體,又稱合成沸石,它是由SiO和AlO四面體組成和框架結(jié)構(gòu)。在分子篩晶格中存在金屬陽離子(如Na,K,Ca等),以平衡四面體中多余的負電荷。
分子篩的類型,按其晶體結(jié)構(gòu)主要分為,A型,X型,Y型等。A型,主要成分是硅鋁酸鹽,孔徑為 4A(1A=10-10 米),稱為4A(又稱納A型)分子篩;用Ca2+ 交換4A分子篩中的Na+ ,形成5A的孔徑,即為5A(又稱鈣A型)分子篩;用K+ 交換4A分子篩的Na+ ,形成3A的孔徑,即為3A(又稱鉀A型)分子篩。
X型,硅鋁酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)不同(硅鋁比大小不一樣),形成孔徑為 9—10A的分子篩晶體,稱為 13X(又稱鈉X型)分子篩;用Ca2+ 交換13X分子篩中的Na+ ,形成孔徑為9A的分子篩晶體,稱為 10X(又稱鈣X型)分子篩
Y型,Y型分子篩具有X型分子篩烴似的晶體結(jié)構(gòu),但化學(xué)組成不同(硅鋁比較大)通常用于催化領(lǐng)域。
加工工藝,利用現(xiàn)有的硅鋁酸鹽礦石或煤矸石等原料,經(jīng)過粉碎、成型(可造?;驍D條)、高溫?zé)Y(jié)、用氫氧化鈉、氫氧化鉀或氯化鈣等無機物水溶液在一定溫度下浸泡一定時間、然后洗滌、壓濾、粉碎、成型、養(yǎng)生、干燥、活化工藝加工而成。
用途,分子篩對于H2O 、NH3 、H2S 、CO2 等高分子極性具有很高的親和力,特別是對于水,在低壓、低濃度或高溫等苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。
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;它們具有很大的表面積。而且表面極性很高;平衡骨架負電荷的陽離子,可進行離子交換;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。