part2沸石分子筛的性能特点

Jadeite, df =3.3, [Na4Al4(Si2O6)4] + 260H2O
硬玉透辉石
Albite, [Na4Al4(Si3O8)4] + Napheline, 4[Na8Al8Si8O32] + 260H2O 钠长石
• 水热转化
影响沸石对水蒸汽的稳定性的主要因素有： a) 沸石中的阳离子和离子交换度 b) 硅铝比：高硅铝比的沸石骨架水热稳定性比较高，水蒸气对沸石
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• 脱水： 部分脱水：吸附水，可逆，骨架不发生变化 完全脱水：结构水，不可逆，骨架发生变化或遭到破坏 研究方法：热失重法 (TGA)，微分热分析法 (DTA)
Fig. DTA curves for a typical zeolite X and zeolite Y. The dehydration endotherm peak for zeolite X is about 40C higher than in zeolite Y
part2沸石分子筛的性能特点
总结来看
基本特点 具有规整孔道结 构的多孔晶体 大的比表面积 结构的多样性 组成的多样性 高的热、水热和 化学稳定性
基本性质 离子交换性质 吸附性质 固体酸碱性质 静电场效应 择形催化
关于沸石分子筛的物理和化学性质
沸石的物理性质： • 形态：
如：X型沸石表面积可达800m2/g（BET氮气吸附法）， 水吸附量高达30%（质量分数）。
孔腔内可以有较强的电场存在；
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Table: The surface areas of different porous materials
多孔物质 细孔硅胶 活性氧化铝
活性碳 微孔玻璃 A型沸石 X，Y型沸石 丝光沸石
的破坏主要是攻击骨架四面体中的铝离子
Table. Steam stability of zeolite Xa
Cation Form % Exchange Structureb Adsorptionc
K+
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Fig. Stereoscan of zeolite A crystal partially converted to zeolite P
Fig. Stereoscan of zeolite X crystal
Fig. Stereoscan of zeolite X crystal about 50 m in size showing spinel-type contact twin and spheroids of zeolite P
Fig. Stereoscan of zeolite BZSM-5 crystal
Fig. Stereoscan of zeolite MOR crystal (双硅源法合成)
Fig. Stereoscan of zeolite ZSM-5 crystal（2mm）
Fig. Particle size distribution of a zeolite A preparation obtained by measuring and counting 500 particles in optical photomicrographs
• 孔体积：沸石的晶穴体积约占总体积的4050%，孔体积约 0.10.3 cc/g
• 空体积分数：各种已知结构的沸石的骨架密度数值可以与空 体积分数用直线相关联，基于这种关系可以预测未知沸石的结 构
表面具有规则的孔道结构，孔径分布很窄，孔径大小位于多 数分子的尺寸范围之内（5-12Å）； 表面积和吸附容量高；
外观：白色晶体粉末 尺寸：约几个微米到十几个微米，有一定的颗粒尺寸分布 颜色：合成沸石中的碱金属或碱土金属被过渡金属离子交 换后，沸石的颜色随水合度而变化，因为这些离子的颜色变 化取决于它们处于何种水合状态 均匀性：一克沸石约含 1012 个晶粒，各个晶粒的组成并不 完全一致，但对粉末样品，可以认为是均匀的，所得的性质 数据是整个样品的平均值
• 转化反应：
温度：在高温条件下，沸石会从一种晶相转变为另一种晶相， 或变为非沸石物质，直至晶格结构崩塌
时间：除温度条件外，沸石的晶相转变还取决于反应时间 压力：在很高的压力和温度下，沸石会转变为高密度的硅铝 酸盐，条件不同，可以变为不同的相态 Zeolite Y, df =1.25, Na64[(AlO2)64(SiO2)128]260H2O
表面积 500600 230380 8001050 100200 750800 8001000 300500
• 表面积：沸石具有很大的表面积，且主要是内表面积，外表面积仅占总 表面积约1%左右
化学性质和结构稳定性
①具有高的热稳定性和水热稳定性，一般沸石热稳 定性可超过500℃ ②具有较好的化学稳定性，富铝沸石在碱性环境中、 富硅沸石在酸性介质中具有较高的稳定性;
• 热膨胀：沸石的热膨胀系数比较小，约 6.9x10-6
• 硬度：沸石的硬度在 4 5 之间(莫氏硬度)
• 比热：沸石的比热约为 0.2 cal/gC
• 密度：表观密度：沸石的表观密度约为1.92.3 g/cc
• 热稳定性：沸石的热稳定性与沸石的类型和硅铝比有很大关 系，大致范围在500 1000 C
Fig. A cluster of crystals of stilbite(辉沸石）
Fig. Stereoscan of zeolite P-L showing complex tΒιβλιοθήκη Baiduinning of rod-shaped crystals
Fig. Stereoscan of zeolite LTA crystal
300C 15 kilobars
400C 10 kilobars
500C 20 kilobars
700C 15 kilobars
Zeolite P, df =1.57, [Na5.33(AlO2)5.33(SiO2)10.66]15H2O + 80H2O Analcime, df =1.85, [Na16(AlO2)16(SiO2)32]16H2O + 196H2O 方沸石