Part 1-沸石分子筛的结构
沸石分子筛[指点]
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沸石分子筛的合成与应用分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，根据其有效孔径来筛分各种流体分子。
沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的硅铝酸盐[1]。
沸石分子筛由于其特有的结构和性能，它的应用已遍及石油化工、环保生物工程、食品工业、医药化工等领域，随着国民经济各行业的发展，沸石分子筛的应用前景日益广阔。
一、沸石分子筛的结构沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，加热脱水后，沸石晶体孔道可以吸附比孔道小的物质分子，而排斥比孔道直径大的物质分子，使分子大小不同的混合物分开，起着筛分的作用。
沸石分子筛是硅铝四面体形成的三维硅铝酸盐金属结构的晶体，是一种孔径大小均一的强极性吸附剂。
沸石或经不同金属阳离子交换或经其他方法改性后的沸石分子筛，具有很高的选择吸附分离能力。
工业上最常用的合成分子筛仅为A型、X型、Y型、丝光沸石和ZSM系列沸石。
沸石分子筛的化学组成通式为：[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O•Al2O3•nSiO2•mH2O[2]，式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子，多半是纳和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和氢氧化铝等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石。
沸石分子筛的最基本结构是硅氧四面体和铝氧四面体，四面体相互连接成多元环以及具有三维空间多面体，即构成了沸石的骨架结构，由于骨架结构中有中空的笼状，常称为笼，笼有多种多样，如α笼、β笼、γ笼等，这些笼相互连接就可构成A型、X型、Y型分子筛。
二、沸石分子筛的合成方法随着沸石分子筛在化学工业等领域发挥着越来越重要的作用，出现了多种制备方法，如传统的水热合成法、非水体系合成法、蒸汽相体系合成法、气相转移法等。
1. 水热合成法这种合成法是以水作为沸石分子筛晶化的介质，将其它反应原料按比例混合，放入反应釜中，在一定的温度下晶化而合成沸石分子筛[3]。
沸石分子筛 书
沸石分子筛书沸石分子筛是一种常见的多孔材料，主要由硅氧聚合物构成。
它的分子结构具有一定的规则性，其中的孔道大小和形状可以通过加工调控。
沸石分子筛因其独特的结构和性质，在各个领域都有广泛的应用。
下面就来介绍一下沸石分子筛的一些特性和应用。
1.孔道结构沸石分子筛具有复杂的孔道结构，这是其最为显著的特点之一。
这些孔道大小不一，形状各异，可以为不同大小和性质的分子提供准确的选择性吸附。
这种选择性吸附特性使沸石分子筛在催化、吸附分离等领域有着广泛的应用。
2.离子交换能力沸石分子筛具有较强的离子交换能力。
它可以通过吸附过程中的离子交换来实现对溶液中离子物质的分离和去除。
这种性质使得沸石分子筛在水处理、环境保护等领域具有重要的应用价值。
3.热稳定性沸石分子筛具有优异的热稳定性，能够在高温条件下保持其结构的稳定性。
这使得沸石分子筛能够在高温催化反应中发挥重要的作用，在石油化工、催化剂等领域有着广泛的应用。
4.分子筛催化剂沸石分子筛作为一种优秀的催化剂载体，被广泛应用于化学工业中的催化反应过程中。
它可以通过调控孔道大小和形状来实现对反应物的选择性吸附和脱附，进而提高反应的效率和选择性。
典型的应用包括裂化、合成气制甲醇、烯烃异构化等。
5.吸附分离材料沸石分子筛的孔道结构可以选择性地吸附和分离不同大小和性质的分子。
这使得沸石分子筛在吸附分离领域具有重要的应用价值。
例如，可用于气体分离、液体分离等。
6.反应条件控制与调控沸石分子筛作为一种功能材料，能够通过调控孔道结构和表面性质，实现对反应条件的控制和调控。
这将有助于提高反应的选择性、效率和经济性。
总之，沸石分子筛作为一种多孔材料，具有复杂的孔道结构和优异的性能，在催化、吸附分离、环境保护、水处理等领域具有重要的应用价值。
研究沸石分子筛的性质和应用，对于促进相关领域的发展和创新具有重要的意义。
分子筛结构类型及其典型材料
分子筛结构类型及其典型材料分子筛是一类具有特定孔径和结构的固体材料，可以用于分离、吸附、催化等领域。
根据其结构类型的不同，分子筛可以分为多种类型，每种类型都有其典型的材料。
一、沸石型分子筛沸石型分子筛是最常见的一类分子筛，其结构由SiO4和AlO4四面体通过氧原子连接而成。
沸石型分子筛具有丰富的孔道结构，可以通过调节合成条件来控制其孔径和孔隙度。
其中，典型的沸石型分子筛材料包括ZSM-5、MCM-22等。
ZSM-5是一种具有中等孔径的沸石型分子筛，其孔径约为0.54纳米。
由于其孔径适中，ZSM-5可以用于分离分子尺寸较小的物质，如甲烷和乙烷。
此外，ZSM-5还具有良好的催化性能，在石油化工领域广泛应用于催化裂化等反应中。
MCM-22是一种具有大孔道结构的沸石型分子筛，其孔径约为0.72纳米。
由于其孔径较大，MCM-22可以用于吸附和分离分子尺寸较大的物质，如有机染料。
此外，MCM-22还具有良好的酸性质，可用作酸催化剂。
二、介孔型分子筛介孔型分子筛是一类具有较大孔径的分子筛，其孔径通常大于2纳米。
介孔型分子筛的结构类似于海绵，具有较大的比表面积和孔容，可用于吸附和催化反应。
典型的介孔型分子筛材料包括MCM-41、SBA-15等。
MCM-41是一种具有有序孔道结构的介孔型分子筛，其孔径可以通过调节合成条件在2-10纳米之间变化。
MCM-41具有高度有序的孔道排列，比表面积较大，可用于吸附和分离分子尺寸较大的物质。
此外，MCM-41还具有良好的催化性能，在催化反应中有广泛应用。
SBA-15是一种具有较大孔径和孔容的介孔型分子筛，其孔径可以通过调节合成条件在4-30纳米之间变化。
SBA-15具有非常高的孔容和比表面积，可用于吸附和分离大分子化合物，如蛋白质和DNA。
此外，SBA-15还具有良好的化学稳定性和催化性能。
三、其他类型的分子筛除了沸石型和介孔型分子筛外，还有一些其他类型的分子筛，如层状分子筛和中空分子筛。
沸石分子筛
沸石分子筛的合成与应用分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，根据其有效孔径来筛分各种流体分子。
沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的硅铝酸盐[1]。
沸石分子筛由于其特有的结构和性能，它的应用已遍及石油化工、环保生物工程、食品工业、医药化工等领域，随着国民经济各行业的发展，沸石分子筛的应用前景日益广阔。
一、沸石分子筛的结构沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，加热脱水后，沸石晶体孔道可以吸附比孔道小的物质分子，而排斥比孔道直径大的物质分子，使分子大小不同的混合物分开，起着筛分的作用。
沸石分子筛是硅铝四面体形成的三维硅铝酸盐金属结构的晶体，是一种孔径大小均一的强极性吸附剂。
沸石或经不同金属阳离子交换或经其他方法改性后的沸石分子筛，具有很高的选择吸附分离能力。
工业上最常用的合成分子筛仅为A型、X型、Y型、丝光沸石和ZSM系列沸石。
沸石分子筛的化学组成通式为：[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O•Al2O3•nSiO2•mH2O[2]，式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子，多半是纳和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和氢氧化铝等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石。
沸石分子筛的最基本结构是硅氧四面体和铝氧四面体，四面体相互连接成多元环以及具有三维空间多面体，即构成了沸石的骨架结构，由于骨架结构中有中空的笼状，常称为笼，笼有多种多样，如α笼、β笼、γ笼等，这些笼相互连接就可构成A型、X型、Y型分子筛。
二、沸石分子筛的合成方法随着沸石分子筛在化学工业等领域发挥着越来越重要的作用，出现了多种制备方法，如传统的水热合成法、非水体系合成法、蒸汽相体系合成法、气相转移法等。
1. 水热合成法这种合成法是以水作为沸石分子筛晶化的介质，将其它反应原料按比例混合，放入反应釜中，在一定的温度下晶化而合成沸石分子筛[3]。
沸石分子筛的结构与合成
沸石分子筛的结构与合成沸石是一种特殊的矿石，由许多小的颗粒组成，形成了一种类似于蜂窝状的结构。
这种结构具有许多小孔道，大小恰好可以容纳一些分子，因此沸石被称为分子筛。
沸石分子筛具有很多应用，如催化剂、吸附剂和离子交换等。
沸石分子筛的结构沸石分子筛的结构主要由硅酸铝（SiO2和Al2O3）组成，其中硅酸铝的比例会影响分子筛的性质和应用。
沸石中矽铝骨架是由正交六面体共享角构成的，形成了三维网状结构。
这种结构使得沸石分子筛具有高度有序的小孔道结构。
根据沸石的孔道大小，可以分为不同类型的沸石分子筛，最常见的是大小为8～12个Å（1Å=0.1nm）的孔道，被称为X型沸石。
X型沸石具有较大的比表面积和孔容，因此具有良好的吸附能力和催化性能。
沸石分子筛的合成沸石分子筛的合成方法有很多种，其中最常见的是水热合成法。
水热合成是在高温高压的条件下，以硅源和铝源为主要原料，通过界面反应形成沸石晶体。
首先，将硅源和铝源与碱性物质混合，在适当的温度下搅拌，形成一个均匀的混合物。
接下来，将混合物加入到高压容器中，升温至高温条件下进行水热反应。
在水热反应过程中，硅源和铝源溶解并逐渐聚合形成沸石晶体。
水热合成的关键是控制反应条件，包括温度、压力和反应时间等。
不同的反应条件可以得到不同孔径和比表面积的沸石分子筛。
此外，还可以通过添加模板剂来调节沸石的结构和性能。
模板剂是一种有机分子，可以在沸石形成的过程中起到模板作用，指导沸石晶体的生长和排列。
近年来，还发展了一些新的合成方法，如溶胶-凝胶法、气相合成法和模板剥离法等。
这些方法可以更好地控制沸石分子筛的结构和性能，以满足不同应用的需求。
总结起来，沸石分子筛由硅酸铝构成，具有高度有序的小孔道结构。
水热合成是最常用的合成方法，通过控制反应条件和添加模板剂，可以得到不同孔径和比表面积的沸石分子筛。
沸石分子筛的特殊结构使其具有广泛的应用前景，如催化剂、吸附剂和离子交换等。
沸石分子筛催化
沸石分子筛催化
1. 引言
沸石分子筛是一种具有规整孔道结构的微孔晶体,其独特的分子筛特性和酸性使其成为重要的异相催化剂。
沸石分子筛在石油化工、精细化工、环境保护等领域发挥着至关重要的作用。
2. 沸石分子筛的结构和性质
2.1 结构特征
沸石分子筛主要由硅铝酸盐骨架构成,骨架形成一系列规整的孔道。
根据孔道的大小,可将其分为微孔(小于2nm)、介孔(2-50nm)和大孔(大于50nm)三种。
2.2 酸性
骨架中的铝原子为负电荷载体,需要阳离子(如H+、Na+等)平衡电荷。
当阳离子为H+时,沸石分子筛表现出强酸性。
3. 催化应用
3.1 石油化工
- 催化裂化:利用沸石分子筛的酸性和分子筛作用,将重质油分子裂解为低碳烃燃料和烯烃等。
- 催化异构化:将直链烷烃转化为高辛烷值的支链异构体,提高汽油的燃烧性能。
3.2 精细化工
- 甲醇制烯烃(MTO):沸石分子筛催化剂使甲醇直接转化为低碳烯烃。
- 香料和医药中间体合成:利用形状选择性制备特定构型或手性产物。
3.3 环境保护
- 脱硫和脱硝:沸石分子筛催化剂可从燃料中去除硫和氮杂质。
- 挥发性有机物(VOCs)控制:沸石分子筛催化氧化分解VOCs。
4. 总结
沸石分子筛凭借其独特的分子筛效应和酸性,在众多催化领域展现了优异的性能。
未来,合成新型沸石分子筛材料和开发新的应用领域将是重点研究方向。
沸石分子筛的基本结构单元
沸石分子筛的基本结构单元一、引言沸石分子筛是一种重要的多孔材料，在化学、环境、能源等领域有着广泛的应用。
本文将深入探讨沸石分子筛的基本结构单元，包括其结构、形成机制以及应用领域等方面。
二、沸石分子筛的基本概念2.1 定义沸石分子筛是一种具有多孔结构的硅铝骨架材料，其内部的孔道相互连接形成一个三维网络。
2.2 特点•高比表面积•高孔容量•尺寸可调•分子筛效应三、沸石分子筛的结构沸石分子筛的基本结构单元是其晶格结构，包括晶胞、晶胞参数等方面。
3.1 晶胞晶胞是沸石分子筛中的最小重复单元，通常采用三维立方体结构，由硅与铝原子组成。
3.2 晶胞参数晶胞参数是描述晶胞大小的参数，包括晶胞间距、晶胞体积等。
四、沸石分子筛的形成机制沸石分子筛的形成机制涉及到原料的选择、合成条件等方面。
4.1 原料选择原料选择是沸石分子筛形成的重要因素，常用的原料包括硅源、铝源等。
4.2 合成条件合成条件包括反应温度、反应时间等，对沸石分子筛的形成有着重要的影响。
五、沸石分子筛的应用领域沸石分子筛由于其特殊的孔道结构和化学特性，在许多领域具有重要的应用。
5.1 催化剂沸石分子筛常常作为催化剂的载体，用于提高化学反应的效率和选择性。
5.2 气体吸附与分离沸石分子筛的孔道结构使得其具有较高的气体吸附能力，并可通过调节孔径实现气体的分离。
5.3 离子交换沸石分子筛具有良好的离子交换性能，可用于水处理、氨氮去除等领域。
5.4 负载材料沸石分子筛可用作负载材料，将不同功能的物质负载其中，实现对物质的控制释放。
六、结论沸石分子筛作为一种重要的多孔材料，具有独特的结构和性质，在化学、环境、能源等领域有着广泛的应用前景。
通过对其基本结构单元的深入探讨，有助于理解其形成机制及应用价值。
沸石分子筛材料
沸石分子筛材料沸石分子筛是一种特殊的材料，它具有广泛的应用领域。
它是一种具有可吸附和分离的特性的多孔固体，可以通过选择性地吸附分子来实现分离和纯化的目的。
下面将从沸石分子筛的基础知识、结构特点、制备方法以及应用领域等方面进行介绍。
一、沸石分子筛的基础知识沸石是一种天然矿石，主要成分是硅酸盐骨架，其中包括硅氧四面体和铝氧六面体。
它的结构特点是具有三维的多孔结构，其中包含许多有规律的通道和孔道。
通过调控沸石的成分和结构，可以得到不同孔径、孔隙分布和表面性质的沸石分子筛材料。
二、沸石分子筛的结构特点沸石分子筛的主要结构特点是具有高度有序的晶体结构，通过这种结构可以实现分子的选择性吸附和分离。
沸石分子筛具有超微孔-介孔共存在的多孔结构，具有较大的比表面积和孔容。
其中的孔道和通道具有不同的孔径大小和形状，可以选择性地吸附不同大小和形状的分子。
三、沸石分子筛的制备方法沸石分子筛的制备方法主要包括水热法、溶胶-凝胶法、溶剂热法和合成模板法等。
其中，水热法是最常用的方法之一。
水热法是将沸石的前驱体与溶液一起加热至高温、高压的条件下反应（通常在150-200℃和0.8-2.0MPa的条件下）。
溶胶-凝胶法是通过水热合成的方式来制备沸石分子筛，将沸石的前驱体和溶解有机物混合搅拌，然后通过水热反应使其凝胶化。
四、沸石分子筛的应用领域沸石分子筛具有广泛的应用领域，主要包括吸附、分离、催化和传感等方面。
在吸附方面，沸石分子筛可以用于污水处理、废气净化、有机物吸附等。
在分离方面，沸石分子筛可以用于分离和纯化气体、液体和固体等。
在催化方面，沸石分子筛可以用于催化反应的催化剂载体、原位生长反应、催化剂再生等。
在传感方面，沸石分子筛可以用于制备气体传感器、湿度传感器、温度传感器等。
总结：沸石分子筛是一种具有选择性吸附和分离特性的材料，通过调控沸石的成分和结构，可以得到不同孔径、孔隙分布和表面性质的沸石分子筛材料。
沸石分子筛具有高度有序的晶体结构，具有较大的比表面积和孔容，可以选择性地吸附和分离不同大小和形状的分子。
Part 1-沸石分子筛的结构
具有玻璃样的光泽，解理随晶体结构而异。 粒度0.5～10µm 莫氏硬度中等（3 ～ 5） [ 金刚石10 ] 比重介于 2.0～2.5，含钡的则可达 2.5～2.8[金刚石3.44~3.53] 无毒无味，无腐蚀性。 不溶于水和有机溶剂，溶于强酸、强碱
• 沸石用作离子交换剂：替代磷酸盐作为洗涤剂添加剂，沸 石中的钠离子交换水中的钙和镁离子以软化水。
DICP
15 15
多孔材料的应用
DICP
16 16
Part B 沸石分子筛的结构和组成
DICP
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一、沸石分子筛的定义
矿物学早期的定义：Zeolite（沸石分子筛）
通式：Am+y/m[(SiO2)x·(AlO-2)y]·zH2O
了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱
土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。
[离子交换性能]
DICP
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沸石的孔道分为一维、二维、三维体系，孔道大小均一，且 具有很大的开放性。
假如把沸石孔道比作旅馆，那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟 有100万个“房间”！这些房间能根据“旅客”（分子和离子）的性 别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾，绝对不会让“胖子” 到“瘦子”的房间去，也不会使高个子与矮个子同住一室。[筛选分 子、离子]
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Typical pore diameter distributions of porous solids
DICP
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二、常见的孔结构材料
常见的无定形孔结构材料： 硅胶、氧化铝胶、交联粘土、层柱状结构材料、活
沸石分子筛研究进展-吉冲
沸石分子筛的研究进展摘要：从1756年人们第一次发现天然沸石到现在，各种沸石分子筛因其可预测的高效的分子筛分功能、离子交换性、吸附性和催化性等众多优异性能，从而在农业、建材、化工、环保、能源、医药以及新材料等众多领域有着广泛的现实应用和巨大的应用潜力。
正因为如此，对沸石分子筛的结构、性能与开发应用至今仍是人们研究的重点和热点。
本文介绍了沸石分子筛的种类、结构和性能，讨论了沸石分子筛的合成工艺，综述了沸石分子筛的应用研究进展。
关键词：沸石，分子筛，合成，应用尽管天然沸石很早就被发现，但直至19世纪中，人们对天然沸石的微孔性质及其吸附、离子交换等方面的性能有了进一步的认识。
在沸石分子筛的应用方面，l883年Eichhorn首先观察副沸石的离子交换性并进行了应用。
l925年 Weigel和Steinhe发现菱沸石脱水后，能强烈吸附水和乙醇，而对乙醚、丙酮和苯等都完全不吸附。
20世纪40年代，以Barrer R M 为首的沸石化学家，才成功地模仿天然沸石的生成环境，在水热条件下合成首批低硅铝比的沸石分子筛，为20世纪直至21世纪分子筛工业与科学的大踏步发展奠定了科学的基础。
1954年第一次人工合成沸石分子筛催化剂并作为吸附剂而商品化。
20世纪50年代人们先后合成了A型、X型和Y型分子筛等多种型号的分子筛。
随着人们对分子筛催化剂的不断加深，美国联合碳化学公司(UCC)开发出合成沸石分子筛，继而，美国Mobil公司的研究人员开发出由Zeolites SoconyMobil缩写命名的ZSM系列高硅铝比沸石分子筛催化剂，并形成工业化规模生产。
沸石分子筛分为天然沸石与合成沸石。
因为天然沸石受资源限制，从20世纪50年代开始，大量采用合成沸石。
本文介绍了沸石分子筛的结构与性能。
针对现有沸石分子筛合成工艺，对合成沸石分子筛的方法和工艺进行了综述。
介绍了沸石分子筛的应用进展。
1沸石分子筛的结构与性能1.1沸石分子筛的结构沸石分子筛是一类具有多孔道结构和独特晶体化学性质的含水架状硅铝酸盐材料。
沸石分子筛
沸石分子筛沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。
M代表阳离子，m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。
沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构，孔径为3～10Å。
分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔（也称“窗口”）相连。
由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。
沸石分子筛按其孔或通道体系可分为小孔，中孔（介孔）和双孔沸石三个组别．可用于富氧空气的变压吸附分离。
(b)B型(a)A 型两种常用沸石分子筛结构图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硅胶（Silica gel; Silica ）别名：硅橡胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O 。
不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。
各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。
硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。
硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B 型硅胶、细孔硅胶。
查看精彩图册中文名： 硅胶外文名： 硅橡胶化学分子式： m SiO2·nH2O 性能： 吸附性、热稳定性、化学性目录 简介无机硅胶无机硅胶简介安全性能硅胶的再生贮存与包装无机硅胶的用途相关专业术语无机硅胶分类有机硅胶有机硅性能有机硅的用途有机硅的分类模压硅胶制品挤出硅胶制品液态硅胶制品特种硅胶制品硅橡胶分类辨别硅胶的真假简单分类室温硫化硅橡胶用途功能用途品种及性能硅溶胶啤酒硅胶蓝色硅胶医用硅胶特点分类及用途主要用途硅胶生产工艺及应用工艺特性2.1酸碱比例2. 2洗胶过程2. 3干燥过程影响硅胶厨具的因素硅胶性能对比展开简介无机硅胶无机硅胶简介安全性能硅胶的再生贮存与包装无机硅胶的用途相关专业术语无机硅胶分类有机硅胶有机硅性能有机硅的用途有机硅的分类模压硅胶制品挤出硅胶制品液态硅胶制品特种硅胶制品硅橡胶分类辨别硅胶的真假简单分类室温硫化硅橡胶用途功能用途品种及性能硅溶胶啤酒硅胶蓝色硅胶医用硅胶特点分类及用途主要用途硅胶生产工艺及应用工艺特性2.1酸碱比例2. 2洗胶过程2. 3干燥过程影响硅胶厨具的因素硅胶性能对比展开编辑本段简介一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。
沸石分子筛粉
沸石分子筛粉沸石分子筛粉，是一种常见的吸附剂和催化剂，具有广泛的应用价值。
本文将从沸石分子筛粉的结构、制备方法、性质及应用等方面进行介绍。
一、沸石分子筛粉的结构沸石分子筛粉是一种具有特殊结构的多孔硅铝酸盐矿物，其晶体结构中含有水分子，可以迅速吸附水分和其他小分子。
沸石分子筛粉的主要成分是硅酸铝，其化学式为（Na2，K2，Ca，Mg）O·Al2O3·nSiO2·mH2O。
沸石分子筛粉的晶体结构呈现多孔的网状结构，具有较大的比表面积和孔隙体积，能够有效地吸附和储存气体、液体和溶质分子。
沸石分子筛粉的制备方法多种多样，常见的方法包括热处理、酸碱处理、水热法和溶剂热法等。
其中，水热法是最常用的制备方法之一。
水热法制备沸石分子筛粉的步骤包括：首先将硅源和铝源按一定的摩尔比混合，然后将混合物溶解在适量的水溶液中，再经过一定的时间和温度的水热处理，最后通过过滤、洗涤和干燥等步骤得到沸石分子筛粉。
三、沸石分子筛粉的性质沸石分子筛粉具有许多特殊的物理和化学性质。
首先，沸石分子筛粉具有较大的比表面积和孔隙体积，能够提供大量的吸附位点，从而具有良好的吸附性能。
其次，沸石分子筛粉具有较高的热稳定性和化学稳定性，在高温和酸碱环境下仍能保持良好的结构稳定性。
此外，沸石分子筛粉还具有较好的选择性和再生性能，可以通过控制其孔径和孔隙结构来实现对不同分子的选择吸附和分离。
四、沸石分子筛粉的应用沸石分子筛粉在许多领域具有广泛的应用价值。
首先，在化工领域，沸石分子筛粉可应用于吸附分离、分子筛催化和催化剂载体等方面。
其次，在环保领域，沸石分子筛粉可用于废水处理、废气净化和有害物质吸附等方面。
此外，沸石分子筛粉还可用于气体储存、分子分离、药物缓释和土壤改良等领域。
沸石分子筛粉是一种具有特殊结构和多种应用的功能性材料。
通过对其结构、制备方法、性质及应用的介绍，我们可以更加全面地了解和认识沸石分子筛粉的特点和潜在价值。
分子筛结构与性质
另一个例子：13X型沸石可以从苯和环己烷的混合物中选择性吸附苯，从而可以得到高纯度的环己烷。
吸水性
吸水量： 作为气体干燥剂，沸石具有较大的吸水能力．沸石的吸水量较硅胶和氧化铝都高； 低分压下的吸水性： 沸石可以在较低的分压下仍具有很好的吸水性； 高温下的吸水性： 高于室温时，硅胶及氧化铝的吸水量迅速下降，超过120度时接近于零；而5A型沸石，在100度时吸水量还有13%，温度高达200度时仍保留有4％的吸水量； 在高速气流中的吸水性； 高的吸水效率： 沸石的吸水量为其它干燥剂的3-4倍，且干燥后的气体露点低。
影响沸石分子筛酸性的因素
硅铝比的影响 杂原子同晶取代的影响 酸强度：HZSM-5>HGaZSM-5>HFeZSM-5>HBZSM-5 H+交换度的影响 水蒸气处理的影响 化合物改性的影响
沸石酸性质的测定
NH3-TPD
开关阀
稳压阀
稳流阀
压力表
反应器
管式加热炉
程序升温控制仪
转子流量计
TCD检测器
Temperature Programmed Desorption
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对于同种类型的沸石，硅铝比越低，其交换量越高。
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离子交换性质
离子交换方法
水溶液中交换是离子交换最常用的方法 多次交换法 连续交换法 离子交换和高温焙烧交替进行
温度为室温至100 ℃；时间为数十分钟至数小时；溶液浓度为0.1-0.2 mol/l
常用的交换条件是：
欲交换上去的金属离子在水溶液中以阳离子(简单的或络合的)状态存在
Beta沸石家族中，除了硅铝组成的beta以外，还有B-beta、Fe-beta、Zn-beta。
沸石分子筛规整晶体结构,有较大比表面积
沸石分子筛规整晶体结构，有较大比表面积沸石分子筛具有规整晶体结构，其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构，并具有较大比表面积。
大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心，同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。
这些特性使它成为性能优异的催化剂。
多相催化反应是在固体催化剂上进行的，催化活性与催化剂的晶孔大小有关。
沸石分子筛作为催化剂或催化剂载体时，催化反应的进行受到沸石分子筛晶孔大小的控制。
晶孔和孔道的大小和形状都可以对催化反应起着选择性作用。
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，这一性能使沸石分子筛作为催化新材料具有强大生命力。
C系列为通用性蜂窝分子筛产品，主要吸附-脱附甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、异丙醇、丙酮等一般挥发性有机物，产品主要有效成分为疏水性分子筛，采用挤出成型工艺生产，沸石材料均匀分布在蜂窝体内外；产品疏水性较好，对气体中的水汽吸附少，有效保护分子筛吸附剂的吸附容量和运行品质，且产品耐高湿，耐高温(650℃),废气通过性能良好、压降小和吸附性能优异等优势，该产品适用范围广，无需个性定制，交货期短，是性价比高的疏水性分子筛吸附剂。
♦持久耐用：3年及2400Oh♦疏水性强：35℃,60-80%湿度稳定工作♦耐高温：材料本身不可燃，650。
C以下，保持性能稳定♦易脱附：脱附时间短，对苯类、酯类、酮类等常见VOC均可在200-240。
C脱附♦性能稳定：疏水性，易脱附，保证吸附性能稳定不下降♦适用VOCs种类：苯类、酯类、酮类、醇类、醛类、C4以上醛、烯、烷类♦禁忌物：强酸碱等使沸石分子筛失活、低沸点易挥发、分子极性强或分子结构特殊的物质沸石分子筛晶体具有吸附性、可交换性等诸多优良性能，所以被广泛应用于石油化工工业、洗涤剂工业、精细化工等工业。
它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。
由于孔穴的洁净性质，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。
分子筛简介
0.94 B(2 ) ( L cos )
吸附分析
吸 附 量
相对压力
电子显微技术
A型分子筛扫描电镜照片
透射电镜
X型分子筛透射电镜照片
A型分子筛透射电镜照片
核磁共振
在强磁场中，原子核发生能级分裂，当吸收外来电磁辐射 时，将发生核能级的跃迁。核磁共振是研究原子核对射频辐射 的吸收，产生核磁共振现象。与紫外和红外光谱法类似，它也 属于吸收光谱，只是研究的对象是处于强磁场中的原子核对射 频辐射的吸收。它是对各种有机和无机物的组成、结构进行定 性分析的最强有力的工具之一，有时亦可进行定量分析。 固体核磁共振的测量不受样品状态的限制，灵敏度较高， 常规测试简便、快速，可以获得分子筛的结构、化学组成、催 化行为等多方面的信息。固体核磁共振是 X 射线衍射的一个重 要补充，由于它适用于晶体也适于无定形。 X射线衍射提供关 于长程的有序和周期性信息，而核磁共振研究材料的短程结构。
几种常见分子筛结构
FAU （X、Y型分子筛）
LTA （3A、4A、5A分子筛） MFI （ZSM-5）
FAU
LTA
LTA——3A
K+
LTA——3A
钾交换度对吸附量的影响 1. H2O（4.5毫米汞柱，25℃）； 2. CH3OH（4毫米汞柱，25℃）；3. CO2 （700毫米汞柱，25℃）；4.C2H4（700毫米汞柱，25℃）；5. C2H6（700毫米 汞柱，25℃）；6. O2（700毫米汞柱，-183℃）
沸石分子筛及其应用介绍
刘阳
分子筛组成与结构简介
分子筛起源
水热合成历史
沸石的合成工作，早在十九世纪末就有人进行过 ,由于 最初发现天然沸石存在于地下深部的火山岩孔洞中，从而 推断它是在高温、高压条件下形成的。因此，初期的合成 沸石工作，都是模拟地质上生成沸石的环境进行的，即采 取的是高温水热合成技术。合成反应温度在 150 ℃以上， 虽然成功地合成出几种沸石，但要在工业上实现高温、高 压操作工艺，当时是比较困难的．
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• 沸石用作离子交换剂：替代磷酸盐作为洗涤剂添加剂，沸 石中的钠离子交换水中的钙和镁离子以软化水。
DICP
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多孔材料的应用
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Part B 沸石分子筛的结构和组成
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一、沸石分子筛的定义
矿物学早期的定义：Zeolite（沸石分子筛）
通式：Am+y/m[(SiO2)x·(AlO-2)y]·zH2O
次孔）。
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四、多孔无机材料的应用简述
• 沸石用作吸附材料：干燥、纯化和分离气体或液体。
• 低硅沸石有极强的吸附水能力，是非常好的干燥剂。
• 沸石用作择形催化剂：反应物或产物分子形状和大小。
• 沸石直接用作酸性催化剂或氧化催化剂：FCC。
• 沸石用作活性金属和反应基团的载体：加氢裂化。
很宽
多
没有或者
含有许多小的有序区域，孔径
孔 次晶体多孔材料
分布也较宽。
材
很少几个宽衍射峰
料
孔径大小均一且分布很窄，可
通过选择不同的模板剂结构控 晶体多孔材料 完整的特征衍射峰 制孔道形状和孔径尺寸。
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多孔材料的分类
Silicates
SiO2 SiO2-Al2O3 M-Si-Al (M=Ti, Fe, Co, Ni, V,…)
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Typical pore diameter distributions of porous solids
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二、常见的孔结构材料
常见的无定形孔结构材料： 硅胶、氧化铝胶、交联粘土、层柱状结构材料、活
性炭分子筛等。 常见的晶体孔材料：
沸石、分子筛、类沸石材料、氧化硅等介孔材料、 氧化硅等大孔材料。
孔直径
多 孔 材 料
微孔(micropore)材料：<2nm （超微孔：<0.7nm）
介孔(mesopore)材料：2～50nm 大孔(macropore)材料：>50nm
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据结构特征（XRD分析），多孔材料分成三类：
X-ray射线衍射峰
结构特点
无定形多孔材料 没有衍射峰
长程无序、局部有序，孔道不 规则，孔径大小不均匀且分布
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Fig. Pore size distribution of six materials by BJH method
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规则微孔: 0.3～1.5 nm 沸石分子筛: 50～60’s 开始合成: 最重要炼油催化剂
规则介孔: 2～50 nm 硅基和非硅基介孔材料；MCM-41: 1992 首先报道(Nature)
Meso.Mater.; J. Mater. Chem.; Chem. Mater.
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Part A 无机多孔材料概述
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Contents
1、无机多孔材料的分类 2、常见的无机多孔材料 3、无机多孔材料制备方法简述 4、多孔无机材料的应用简述
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一、多孔无机材料的分类
按照国际纯粹和应用化学协会（IUPAC）的定义，多孔材料 按孔直径分为三类：
随着大量分子筛类材料的发现，Zeolite的定义也 在变化
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IUPAC对孔的定义
micropores:
dp 2.0 nm
mesopores:
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主要参考书籍
分子筛与多孔材料化学；徐如人、庞文琴； 2004
沸石分子筛的结构与合成；徐如人、庞文琴、 屠昆岗；1987
沸石催化与分离技术；高滋；1999 沸石分子筛催化；陈连璋；1990 多孔材料检测方法；刘培生、马晓明；2006 相 关 的 科 技 期 刊 ， 例 如 : Zeolites; Micro.
无机多孔材料合成及 其催化应用
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教学内容和目的
掌握无机多孔材料（特别是沸石分子筛和介孔材 料）的结构特征、性能特点、表征方法、一般合 成规律
了解无机多孔材料在化学、化工和环保等领域内 的应用，特别关注其在催化领域内的应用
了解无机多孔材料领域内的最新研究进展和发展 趋势。
MxSy, SiO2-GeO2
Non-zeolite Carbon molecular sieve
Zeolite-like MCM-41, SBA-15, MxOy
Mesoporous
Non-zeolite
Organic-ingornac framework
DICP Macroporous Materials Non-Ordered Porous Materials (Amorphous)
大孔: 50～500 nm 颗粒间隙。
在上述晶体孔材料中，规则微孔和规则介孔材料具有稳定性好 和应用更为广泛等诸多优点，因此在本课程中将进行详细介绍
Å 规则介孔孔径: 7-8 nm
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三、无机多孔材料制备方法简述
1. 沉淀法，固体颗粒从溶液中沉淀出来生成有孔材料； 2. 水热晶化法，如沸石的制备； 3. 热分解方法，通过加热除去可挥发组分生成多孔材料 4. 有选择性的溶解掉部分组分； 5. 在制造形体（薄膜、片、球块等）过程中生成多孔（二
Zeolites are crystalline aluminosilicates with a framework forming regular channels with a diameter of up to ca. 1 nm. These channels contain cations (frequently Na+ ions), which compensate the negative framework charge and are very mobile, and water which desorbs upon heating without destruction of the crystalline structure.
Ordered
Porous Porous Materials Materials
Zeolitelike Porous Materials
Microporous (Molecular sieve)
Zeolite
AlPO4 MeAPO Phosphates SAPO MeAPSO others
Others