分子筛简介
分子筛简介
硅氧四面体 SiO4 和铝氧四面体 AlO4 以 Si 或 Al 原子为中心的正四面体
O2-
Si4+ 或 Al3+
2、环结构
硅 铝 氧四面体通过氧桥连接成环
每个顶点代表一个硅原子或者铝原子 每条边代表一个氧桥
由4个四面体形成四元环,5个四面体形成五元环,依此类推还有六元环、八元环、十元环、十二元环和十八元环等 注意：多元环上的原子可能不在同一平面上,有扭曲和褶皱, 因此同种氧环的孔口的大小是有一定变化的
4、化学组成
由于 Al3+ 三价、AlO4 四面体有过剩负电荷,金属阳离子 Na+ 、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+ 的存在使其保持电中性
1 2 5
低硅 中硅 高硅分子筛
二、分子筛的结构构型
基本结构单元是硅氧四面体 SiO4 和铝氧四面体 AlO4 硅 铝 氧四面体通过氧桥连接成环 环通过氧桥连接成三维空间的多面体 笼 笼通过氧桥连接成分子筛
四面体
环
笼
分子筛
硅 铝 氧三维骨架结构具有大量的孔隙 晶穴、晶孔、孔道 ,可以容纳金属阳离子和水分子 —— 阳离子交换与脱水
4、分子筛结构
不同结构的笼通过氧桥连接成各种结构的分子筛
A型分子筛
骨架： 笼的6个四元环通过氧桥相互连接 连接处形成 笼 主晶穴 孔穴 ： 8个 笼和8个 笼围成一个 笼 最大窗孔：八元环,孔径 0.41 nm 孔道： 笼之间通过八元环沿三个晶轴方向互相贯通,形成三维孔道
不同吸附剂对水的吸附等压线
择形 选择 吸附 根据分子大小和形状的选择吸附 根据分子极性和不饱和度的选择吸附
不同气体在4A上的吸附等温线
分子筛基础知识
HY
吸附性能测定
1. 吸附量的测定 2. 孔径(分布)的测定 3. 比表面、孔容的测定 4. 吸附等温线，穿透曲线
HY
吸附量的测定
1）静态吸附法 A.真空重量法 B.真空容量法→静态体积法 C.折射法
2）动态吸附法 A.常压流动吸附法
3）反推法
HY
分子筛的吸附曲线
D
α笼
八元环
HY
金属阳离子
由于铝氧四面体带一单位负电荷，需要阳 离子来平衡整个晶体结构 它们在分子筛骨架结构中的位置，对分子 筛的性质影响巨大
金属阳离子对分子筛的改性
Na＋
A型分子筛： 3A、4A、5A
HY
Ca2＋
1）Ca交换Na，Ca优先占据六元环，Na优先从八元环位置被 交换，当有4个Na被交换时，必有一个八元环位置会空出， 当70%以上Na被交换时，即α笼中有8个Na被交换时，占据 八元环位置的Na就被全部交换，八元环就全部空出。主晶 孔的孔径就放大到5Å。
HY
分子筛的由来
一般我们所说的分子筛，都是指人工合成 的沸石，也就是沸石分子筛。
分子筛利用其自身均一的，和分子直径大 小相当的微孔孔径，来“筛分”不同尺寸 的分子。因此，被形象的称为分子筛。
HY
分子筛的形态
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分子筛的数据
10g 分子筛的表面积就超过一个足球场
＞
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分子筛数据
HY
分子筛简介
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结束语
谢谢大家聆听！！！
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结构组成 物化特征 分析测定
分子筛简介
补充:
1、中空玻璃专用分子筛 2、XH系列制冷剂专用分子筛 3、13XAPG分子筛
分子筛生产方法
水热合成法： 用于制取纯度较 高的产品，以及合成自然界中 不存在的分子筛。将含硅化合 物（水 玻璃、硅溶胶等）、 含铝化合物（水合氧化铝、铝 盐等）、碱（氢氧化钠、氢氧 化钾等）和水按适当比例混合， 在热压釜中加热一定时间，即 析出分子筛晶体。
3A分子筛
3A分子筛的应用：
1、各种液体（如乙醇）的干燥 。 2、空气的干燥。 3、制冷剂的干燥 。 4、天然气、甲烷气的干燥。 5、不饱和烃和裂解气、乙烯、乙 炔、丙烯、丁二烯的干燥 。
4A分子筛简介:
• 化学式： Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O • 硅铝比：SiO2/ Al2O3≈2 • 有效孔径：约4A
富氧分子筛应用：
• 除具有一般5A分子筛的特性外， 主要用于变压吸附制氧。
活性氧化铝球
活性氧化铝球简介：
又名活性矾土，在催化剂 中使用氧化铝的通常专称为活 性氧化铝，它是一种多孔性、 高分散度的固体材料，有很大 的表面积，其微孔表面具备催 化作用所要求的特性，如吸附 性能、表面活性、优良的热稳 定性等，
5A脱蜡分子筛
5A脱蜡分子筛：
5A脱蜡分子筛用途：广泛 用于石油化工、化工等脱蜡装 置中。脱蜡后的油品质量具有 低冰点的航空煤油的优良性能， 分离出的石蜡可作为合成洗涤 剂的化工原料。
Cu-13X分子筛
Cu-13X分子筛应用：
用于脱除航空煤油中极微 量的有机硫（硫醇）
富氧分子筛简介：
• 化学式： 4/5CaO·1/5Na2O·Al2O3·2 SiO2 • 硅铝比：SiO2/Al2O3≈2 • 有效孔径：约5A
分子筛制氧机原理简介
1、分子筛简介分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。
分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。
由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。
分子筛结构图2、制氧分子筛5A小型制氧分子筛是一种特制的5A分子筛，是专为医疗保健制氧机而生产的，该分子筛具有制氧纯度高、速度快、使用寿命长的特点，是5A分子筛在医疗保健行业的一个重要应用。
化学式：4/5CaO·1/5Na2O·Al2O3·2 SiO2硅铝比：SiO2/Al2O3≈2有效孔径：约5A应用：除具有一般5A分子筛的特性外，主要用于变压吸附制氧。
3、小型分子筛制氧机的发展历程1962年美国联合碳化物公司（UCC）发现了分子筛对气体的选择性特性，并在实验设备上实现了对少数不同气体的分离；随即研制成功了世界上第一台制氢工业装置；随着分子筛材料与工艺的不断提升，70年代中期美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离并在化工领域得到应用，到80年代中期化学工业的发展为分子筛的性能提高起到了关键作用，这使设备小型化成为可能，1985年美国的Praxair公司研制的第一台小型制氧机的问世标志着PSA技术小型化的开始，90年代初产品意义上的医用小型制氧机开始出现，美国材料实验学会（ASTM）于1993年颁布了医用小型制氧机标准规范（F1464-1993），国际标准组织于1996年发布了医用小型制氧机的安全性标准（ISO8359：1996）。
目前我国只有国家药品管理局颁布的《YY/T0298—1998医用分子筛制氧设备通用技术规范》，还没有相应的与国际接轨的医用小型制氧机行业或产品标准。
美国《F1464—1993》标准及国际标准《ISO8359：1996》两个标准的一个共同特点是对制氧机做了以下几点强制性规范，而我国《YY/T0298—1998》则没有强制性要求：A.产品必须设计有不可更改的累计计时功能。
氦气纯化分子筛
氦气纯化分子筛1. 简介氦气是一种无色、无味、无毒的气体，具有低沸点、低密度、高热传导性等特点，在科学研究和工业生产中有广泛应用。
然而，氦气通常包含杂质，如水分、氧气、氮气等，这些杂质会影响氦气的纯度和使用效果。
因此，为了满足特定应用领域的需求，需要对氦气进行纯化处理。
氦气纯化分子筛是一种常用的气体分离和纯化技术。
分子筛是一种多孔材料，具有特定的孔径和分子吸附能力，可以选择性地吸附特定的气体分子。
通过选择合适的分子筛材料和操作条件，可以有效地去除氦气中的杂质，提高氦气的纯度。
2. 氦气纯化分子筛的工作原理氦气纯化分子筛的工作原理基于分子筛的吸附特性和分子尺寸的差异。
分子筛是一种多孔材料，其孔径大小可以通过调整分子筛的结构和成分来控制。
氦气中的杂质分子尺寸较大，而氦气分子尺寸较小，因此可以利用分子筛的孔径选择性地吸附杂质分子，而不吸附氦气分子。
氦气纯化分子筛通常由两种类型的分子筛组成：吸附剂和干燥剂。
吸附剂主要用于去除氦气中的氧气和氮气等杂质，而干燥剂则用于去除氦气中的水分。
吸附剂通常选择具有较强吸附能力和较大孔径的分子筛材料，如5A和13X型分子筛，而干燥剂通常选择具有较强吸湿能力的分子筛材料，如3A和4A型分子筛。
在氦气纯化过程中，氦气首先通过吸附剂层，吸附剂层中的分子筛选择性地吸附氧气和氮气等杂质分子。
然后，氦气进入干燥剂层，干燥剂层中的分子筛吸附氦气中的水分。
最后，经过分子筛层的处理，氦气中的杂质被有效去除，得到纯净的氦气。
3. 氦气纯化分子筛的应用领域氦气纯化分子筛在多个领域有广泛应用，以下列举其中一些重要的应用领域：3.1 科学研究在科学研究中，纯净的氦气对于实验的准确性和可重复性至关重要。
氦气纯化分子筛可以去除氦气中的杂质，提高氦气的纯度，从而确保实验结果的可靠性。
在物理学、化学学、生物学等领域的实验中，氦气纯化分子筛被广泛应用。
3.2 电子工业在电子工业中，氦气通常用作冷却介质和保护气体。
分子筛生产工艺技术及应用简介
分子筛生产工艺技术及应用简介1、分子筛简介分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，其品种达到数十种。
分子筛有很大的比表面积,达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。
当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。
分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。
由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。
分子筛按照其用途主要分为两个大的领域：一个是作为吸附材料(吸附剂)，应用领域包括石油炼制、石油化工、煤化工、化肥、冶金、电子等行业，用做气体的分离、干燥、净化，主要品种有3A、4A、5A、13X分子筛；另一个是作为固体酸催化剂用于石油炼制和石油化工，主要品种有HZSM-5、USY等。
2、分子筛生产分子筛的生产过程分为两个阶段：一个是分子筛原粉的合成；另一个就是分子筛的成型。
2.1分子筛的合成分子筛是用硅的化合物（例如硅溶胶、硅酸钠等）、铝的化合物（例如活性氧化铝、铝盐等）、碱（例如氢氧化钠等）以及模板剂在水热条件下合成的，由此制备的产品称为分子筛原粉，是一种极其细小的硅铝酸盐晶体材料，晶体直径在100纳米左右，不能直接用于工业生产过程，必须加工成一定形状和大小的颗粒才具有实用价值。
分子筛的合成过程需要消耗大量的基础化学品和净化水，并产生大量的废液和污水，需要配备有原水净化和污水处理装置。
2.2 分子筛成型分子筛按照其用途不同需要加工成不同的形状。
目前，工业上常用的分子筛有三种形状：条状、球状和微球状。
ZSM-5分子筛及其催化芳构化应用简介
1.分子筛1.1分子筛的概念狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成其晶体结构中具有规整而均匀的孔道和空腔体系，孔径大小为分子数量级（通常为0.3~2.0 nm），从而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分“分子的特性，故称为分子筛。
随着分子筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上，因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm 和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
由于具有较大的孔径，成为较大尺寸分子反应的良好载体，但介孔材料的孔壁为非晶态，致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。
目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。
分子筛有天然和人工合成两种。
天然沸石大部分由火山凝灰岩和凝灰质沉积岩在海相或湖相环境中发生反应而形成。
目前已发现有1000多种沸石矿，较为重要的有35种，常见的有斜发沸石、丝光沸石、毛沸石和菱沸石等。
主要分布于美、日、法等国，中国也发现有大量丝光沸石和斜发沸石矿床，日本是天然沸石开采量最分子筛大的国家。
因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。
1.2分子筛的性能分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8，天然沸石有颜色，合成沸石为白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。
分子筛有很大的比表面积，达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。
分子筛简介
改性与修饰的应用前景
环境保护
能源化工
改性与修饰后的分子筛可用于空气净化、 水处理、废气废液处理等领域，有效去除 环境中的有害物质。
在石油化工、天然气化工、煤化工等领域 ，改性与修饰后的分子筛可提高产品的分 离效率和产率，降低能耗和成本。
医药领域
其他领域
在药物合成、分离纯化、药物载体等方面 ，改性与修饰后的分子筛可提高药物的纯 度和疗效，降低副作用。
除了上述应用领域，改性与修饰后的分子 筛还可应用于电化学、传感器、催化剂等 领域，具有广泛的应用前景。
06
分子筛的发展趋势与展望
技术创新与突破方向
1 2
开发新型分子筛材料
研究新的合成方法，开发具有优异性能的新型分 子筛材料，以满足不断变化的市场需求。
分子筛的改性研究
通过改性技术，提高分子筛的稳定性和活性，优 化其结构和性能，以拓展其应用领域。
药物合成
分子筛可用于药物合成，如一些药物 的有效成分可以通过分子筛进行分离 和纯化。
05
分子筛的改性与修饰
改性方法
物理法
通过改变分子筛的物理性质，如粒径、比表面积 等，以改善其吸附和分离性能。
化学法
通过化学反应改变分子筛的表面性质，引入新的 功能基团，提高分子筛的选择性和吸附容量。
复合法
结合物理法和化学法，同时改变分子筛的物理和 化学性质，以获得更好的改性效果。
纯水的制备等。
催化剂载体应用
石油化工
分子筛作为催化剂载体，可用于 石油裂解、重油轻质化等反应中 ，提高催化剂的活性和稳定性。
环保领域
分子筛作为催化剂载体，可用于 废气处理、污水处理等领域，如 用于去除硫化氢、氨气等有害气 体。
其他应用领域及实例
色谱柱固定相分子筛
色谱柱固定相分子筛
色谱柱固定相分子筛是一种在色谱过程中固定在某种载体上的物质，用于提供分离色谱柱表面的化学特性。
固定相的选择对色谱分离效率和选择性有着决定性的影响。
分子筛作为色谱固定相的一种类型，其特点是在柱内添加一定口径的颗粒物作为分离材料。
这些颗粒物具有很高的比表面积和孔隙体积，因此能够提供大量的位置以供样品分子吸附。
在色谱分离过程中，样品中的不同组分会因为与固定相分子筛的相互作用力不同，从而在色谱柱中呈现出不同的保留时间，达到分离的目的。
分子筛的孔径大小和分布、颗粒形状和大小等因素都会影响其分离性能。
总的来说，色谱柱固定相分子筛在色谱分析中发挥着重要作用，对于复杂样品的分离和分析具有重要意义。
什么是分子筛
斜发沸石
丝光沸石
毛沸石
菱沸石
3A分子筛
3A分子筛，又称KA分子筛。3A分子筛的孔径为3A，主 要用于吸附水，不吸附直径大于3A的任何分子。适用于气 体和液体的干燥，烃的脱水。可广泛应用于石油裂解气, 乙烯，丙烯及天然气的深度干燥。根据工业上的应用特点， 我们生产的分子筛具有更快的吸附速度、更多的再生次数、 更高的抗碎强度及抗污染能力，提高了分子筛的利用效率 并延长了分子筛的使用寿命，是石油、化工行业中气液相 深度干燥、精炼、聚合所必需的首选干燥剂。 分子式：0.4K2O 0.6Na2O Al2O3 2.OSiO2 4.5H2O
≥96ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
≥0.60 ≤0.20 ≥45/p ≥20 ≤1.5
≥96
≥0.60 ≤0.20 ≥60/p ≥20 ≤1.5
具体应用： 各种液体(如乙醇)的干燥 空气的干燥 制冷剂的干燥 天然气、甲烷气的干燥 不饱和烃和裂解气、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。 注意事项： 分子筛在使用前应防止预吸附水、有机气体或液体，否则，应予以 再生。
气体行业常用的分子筛型号； 方钠型，如A型：钾A(3A），钠A(4A），钙A(5A）； 八面型，如X型：钙X(10X），钠X(13X）和Y型：钠Y，钙Y； 丝光型，（-M型）：高硅型沸石，如ZSM-5等。
沸石分子筛的主要成分是硅铝酸盐， 不同型号的分子筛主要是硅/铝比不同。 沸石分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过 氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整 齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离 子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变， 形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微 小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来， 而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程 度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有 “筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在化工，电子，石油化 工，天然气等工业中广泛使用。 沸石分子筛型号种类： A型:钾A(3A)3A分子筛 ,钠A(4A)4A分子筛, 钙A(5A)5A分子筛, X型:钙X(10X)10X分子筛, 钠X(13X)13X分子筛 Y型:,钠Y,钙Y3
中空玻璃之分子筛
分子筛（干燥剂）简介分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。
分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2 nm的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。
按其晶体结构主要分为：A型，X型，丫型等。
商品分子筛常用前缀数码将晶体结构不同的分子筛加以分类，如3A型、4A 型、5A型分子筛。
4A型即表中A类，孔径4?;。
含Na+的A型分子筛记作Na-A, 若其中Na+被K+置换，孔径约为3?；，即为3A型分子筛；如Na-A中有1/3以上的Na+被Ca2+S换，孔径约为5?；，即为5A型分子筛。
1产品分类：根据不同的用途及外形将中空玻璃用3A分子筛分为直径© 0.5mm— 0.8mm, © 0.8mm— 1.4mm, © 1.4mm— 2.0mm的球形分子筛。
特殊规格的由供需双方协商。
2引用标准GB 191 包装储运图示标志GB 6286 分子筛堆积密度侧定方法GB 6678 化工产品采样总则GB 10505.4 3A 分子筛包装含水量测定方法3技术要求3.1外观中空玻璃用3A分子筛为米白色，褐色或浅红色的球形颗粒。
3 .2技术条件球径© 0.5mm一0.8mm,© 0.8mm一 1.4mm, © 1.4mm一 2.0mm 二中空玻璃用3A球形分子筛应符合下表要求。
附录四表3.2-1 3A球形分子筛技术性能静态水吸附量测定条件为：10%相对湿度25C 氮气吸附测定条件为：1013mba压力和25C附录四表32 一3A球形分子筛其他技术性能4试验方法4.1外观检验目测法4.2 950 C烧失量的测定421仪器与设备一般实验室仪器与设备4.2.2测定步骤在已恒重的瓷坩锅内称取3g-5g样品（称准至0.0001g ），放入预升温至950 ± 0C 的箱式电阻炉内焙烧1h,取出后立即移入干燥器内冷却至室温，称重。
第四节分子筛简介ppt课件
20世纪90年代 Estermann和徐如人分别报道了两种新的具有二十元 环的超大孔Cloverite和JDF-20分子筛
1992年 Kresge用表面活性剂合成了一系列全新的MCM介孔分子筛
4
Chapter 3 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
AlPO4-8 VPI-5 三叶沸石
JDF-20
代号 LTA CHA ERI MTT
FER MFI MEL MTW LTL MOR OFF FAU AET VFI CLO
孔道体系 8-8-8 8-8-8 8-8 10 10 10-8 10-10 10-10 12 12 12-8 12-8-8 12-12-12 14 18 20-20-20 20-10-8
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§3-4 分子筛 化学
Chapter 3 篮球比赛是根据运动队在规定的比赛时间里得分多少来决定胜负的，因此，篮球比赛的计时计分系统是一种得分类型的系统
p区元素化学
§3-4 分子筛 化学
（3）笼——主要结构单元
各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体叫晶 穴或孔穴，也有称为空腔，通常以笼(cage)来称呼。由笼 再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。
p区元素化学
§3-4 分子筛 化学
• 按硅铝比分为A型、X型、Y型等分子筛
通式为：MO·Al2O3·xSiO2·yH2O 其中M代表K、Na、Ca等
习惯上：
SiO2/Al2O3摩尔比：2.2~3.0 叫X型分子筛； SiO2/Al2O3摩尔比：>3.0叫Y型分子筛； A型分子筛的硅铝比接近1：1。
分子筛的结构单元和孔结构
谢谢大家！
沸石笼等。 笼进一步排列构成沸石骨架
分子筛的结构
三级结构 -------笼
六方柱笼
β笼
α笼 立方体（γ）笼
分子筛的孔道
●晶孔：晶穴与外部或其他晶穴相通的部位， 晶体结构中的每一个多元环都可以看是晶孔。
●孔道：二级结构单元在组合过程中往往能围成 更大的孔笼，每个孔笼又通过多元环窗口与 其他孔笼相通，在分子筛晶体内部形成了许 多通道，称之为孔道。
分子筛的结构单元及孔结构
PPT制作:韩琳琳
目录
1、分子筛简介
1.1定义 1.2分类 1.3特点
2、分子筛的结构
2.1一级结构 2.2二级结构 2.3三级结构
3、分子筛的孔道
3.1描述分子筛空间结构的几个基本概念 3.2常见沸石的孔道
分子筛简介
定义： 广义：具有网状结构的天然或人工合成的化
学物质如交联葡聚糖、沸石等，当作为层 析介质时，可按分子大小对混合物进行分 级分离。
狭义：沸石.Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y] H2O
特点：具有筛分大小不同的流体分子的能力
分类：（按孔径分）
微孔：小于2nm 介孔：2 ~ 50nm 大孔：大于50nm
分子筛的结构
一级结构（硅、铝四面体）
硅氧四面体和铝氧四面体相互联结时遵守如 下规则：
(a) 四面体中的每个氧原子都是共用的 (b) 相邻的两个四面体之间只能共用一 个氧原子 (c) 两个铝不直接相联
分子筛的结构
分子筛稀土催化材料
分子筛稀土催化材料
分子筛稀土催化材料，又称为稀土分子筛，是一种由硅铝酸盐组成的多孔结晶材料。
这种材料因其晶体结构中存在孔径均匀、分子尺度的空腔和孔道而具有筛分分子的特性。
稀土分子筛是当前石油催化裂化最常用的催化材料之一。
在石油炼制工业中，催化裂化是一个核心工艺，它通过重质石油中的大分子烃类在催化作用下转化为小分子的烯烃气体和轻质油（如汽油、柴油、煤油）来实现。
在中国，约75%的汽油和30%的柴油是通过催化裂化生产的。
分子筛催化剂的发展经历了天然黏土、无定形硅酸铝和稀土分子筛等三个阶段。
稀土分子筛的特性使其在石油催化裂化中表现出优异的性能，特别是在重油裂化、汽油生产和芳烃生产等方面。
此外，稀土分子筛还具有强极性、低钠等特性，这使其在处理不同类型的原料时表现出良好的适应性。
同时，其高稳定性和耐酸碱性能也使其在工业应用中具有较高的可靠性。
如需更多与分子筛稀土催化材料相关的信息，建议咨询化学专家或查阅相关文献资料获取。
分子筛(SQ)
介孔分子筛研究热点
• • • • • 形貌控制和手性分子筛的合成 提高介孔分子筛的酸性和水热稳定性 介孔分子筛改性及其催化 以介孔分子筛为模板进行“纳米浇铸” 表面浸涂法制备介孔薄膜
模板法制备介孔分子筛
• 模板法可以分为狭义模板法和广义模板法。 • 狭义模板法是将具有特定空间结构和基团 的物质，即模板，引入到基材中，随后将 模板除去来制备具有‘模板识别部位’的 基材的一种手段。 • 广义模板法是通过模板与基质物种的相互 作用，构筑具有‘模板信息’基材的制备 手段。
介孔分子筛在制备纳米材料中的 应用
• 介孔材料在纳米尺寸上有序排列的孔道给 人们提供了一个理想的可控纳米反应器。 • 用不同的硅胶在Fe-MCM-41介孔分子筛上 制备碳纳米管 • 采用阴离子表面活性剂制成具有介孔分子 筛结构的NiO纳米碳管,并研究其结构状态
介孔分子筛在环保方面的应用
• CO2是弱酸性气体,在介孔分子筛上负载碱 性物质如胺类,可有效地吸附分离CO2,在环 保中起重要的作用 • 用聚乙烯胺(PEI)修饰MCM-41介孔分子筛 从包含CO2、N2、O2的模拟废气中吸附分 离出CO2气体,由于PEI的修饰,增强了吸附 和分离CO2的能力。
结论
• 表面活性剂的种类、浓度，有机溶剂的极 性、用量，以及操作方式等，影响着介孔 分子筛的结构和形貌。 • 采用共表面活性剂可以有效降低主表面活 性剂的用量，降低生产成本。
介孔分子筛的应用
• 分子筛在催化反应中的应用 介孔分子筛具有高的比表面 积和规则有序的孔道结构,是 催化剂的优良载体。杂多酸、 胺类、金属氧化物和过渡金 属络合物等催化剂都可以通 过材料的表面改性负载到介 孔孔道中
介孔分子筛在生物固定、吸附和分离 中的应用
• 在药物输送领域，人们设法改进MCM-41的 结构和孔径大小使这些材料接受不同的客 体有机分子。例如，MCM-41能够吸收和释 放有机药物分子,负载药物的材料浸泡在模 拟的体液中时,药物被缓慢释放。
x型分子筛的分类
x型分子筛的分类一、简介x型分子筛（X-type zeolite）是一类特殊的分子筛，具有独特的结构和性质。
它的分类主要基于其结构和孔径大小，常见的有X、Y、LTA、AEI等多种类型。
本文将对x型分子筛的分类进行详细介绍。
二、X型分子筛的分类1. X型分子筛X型分子筛是最早被发现和研究的一类分子筛，具有十字形的结构。
其孔径大小适中，通常为12 × 10孔径，因此可吸附和分离分子尺寸较小的物质，如乙烯、乙炔等。
X型分子筛在石油化工、化学合成等领域有广泛应用。
2. Y型分子筛Y型分子筛是一种重要的催化剂和吸附剂，具有丰富的孔道结构和较大的孔径。
与X型分子筛相比，Y型分子筛的孔径较大，通常为24 × 10孔径，因此能吸附和分离分子尺寸较大的物质，如二甲苯、苯乙烯等。
Y型分子筛在石油催化裂化、液相催化等领域有广泛应用。
3. LTA型分子筛LTA型分子筛具有较大的孔径和孔道结构，通常为48 × 10孔径，常用于吸附和分离中等分子尺寸的物质，如正丁烷、异丁烷等。
LTA型分子筛广泛应用于空分、气体吸附等领域。
4. AEI型分子筛AEI型分子筛是一类中等孔径的分子筛，通常为5.3 × 5.3孔径。
其特点是具有较高的热稳定性和酸性，常用于催化反应和分离过程中。
AEI型分子筛在石化、化工等领域有广泛应用。
三、应用领域1. 石油化工领域x型分子筛广泛应用于石油化工领域，包括催化裂化、催化加氢、催化重整等过程。
其中，Y型分子筛常用于催化裂化反应中，用于转化重质烃类为轻质烃类。
X型分子筛常用于催化加氢反应中，用于降低烃类的硫含量。
LTA型分子筛常用于催化重整反应中，用于合成高辛烷值的汽油组分。
2. 化学合成领域x型分子筛在化学合成领域也有重要应用。
例如，X型分子筛可以用于合成乙烯和乙炔等有机化合物。
Y型分子筛可以用于合成二甲苯和苯乙烯等有机化合物。
LTA型分子筛可以用于合成正丁烷和异丁烷等有机化合物。
分子筛生产项目可行性研究报告
分子筛生产项目可行性研究报告
一、概述
1.1背景介绍
分子筛是一种以各种有机复合物，如聚吡咯，聚乙烯醇，聚乙烯二甲醚，聚乙烯醇丁酯，聚磷酸铵等为基体，用树脂，溶剂，黏结剂，阻燃剂，粘结剂，填料，除湿剂，抗静电剂及用于改善质量的其他特殊助剂配制而
成的凝胶物质，在其中填充其他活性物质经过不同种类的加工方式产生的。
1.2分子筛简介
分子筛是由若干种特殊的活性材料制成，可广泛用于气体分离，精细
化学品合成，生物反应分离，电动机除尘等，具有高回收率，低吸附量，
高反应速度，低失活率，低滞留能，可以用于静电表面处理等优点。
二、分子筛生产项目可行性分析
2.1市场可行性分析
分子筛产品的应用正在向日趋复杂和多样化的方向前进，技术发展已
经达到了一定的水平，市场前景越来越丰厚。
另外，由于分子筛的特殊性，需求量具有一定的稳定性，因此，投资建设分子筛生产项目具有很好的可
行性。
2.2技术可行性分析
分子筛制造技术已经相对成熟，相关的生产设备和材料都可以比较容
易获得，生产过程控制也比较容易，运行稳定性和可操作性非常高，技术
可行性较好。
2.3经济可行性分析。
3a分子筛 用量
3a分子筛用量
（原创实用版）
目录
1.3a 分子筛简介
2.3a 分子筛的用量
3.3a 分子筛的优点与应用
正文
【1.3a 分子筛简介】
3a 分子筛是一种具有高度孔隙结构和优异吸附性能的晶态材料，其主要成分为硅酸盐。
因其具有大表面积和规则的孔道结构，使得它在众多领域具有广泛的应用，如催化剂、吸附剂、分离剂等。
【2.3a 分子筛的用量】
关于 3a 分子筛的用量，这需要根据具体应用场景和需求来确定。
例如，在催化剂领域，3a 分子筛通常作为催化剂载体，其用量会因催化剂种类、反应条件等因素而有所不同。
在吸附剂领域，3a 分子筛的用量则主要取决于吸附目标物质的浓度和处理量。
总的来说，3a 分子筛的用量应根据实际需求进行合理调整，以达到最佳的使用效果。
【3.3a 分子筛的优点与应用】
3a 分子筛的优点主要表现在其高孔隙度、大表面积、规则的孔道结构以及良好的热稳定性和化学稳定性。
这些优点使得 3a 分子筛在众多领域具有广泛的应用。
在催化剂领域，3a 分子筛可以作为催化剂载体，提高催化剂的活性和稳定性。
在吸附剂领域，3a 分子筛可以作为优良的吸附剂，用于吸附和分离各种气体和液体物质。
此外，3a 分子筛还广泛应用于水处理、石油化工、环保等领域。
总的来说，3a 分子筛凭借其优异的性能和广泛的应用，成为了一种重要的功能材料。
分子筛
分子筛小论文摘要：随着分子筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2nm以上，因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2nm、2~50nm和大于50nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
关键词：分子筛应用前景价值分子筛简介分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。
分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。
由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。
在生物大分子领域，常见的有bio-rad SEC分子筛预装柱。
美国科学家发现，通过调整温度，能够精确地控制一种钛硅酸盐材料中的孔洞大小，制造出精密的新型分子筛。
一些晶体材料内部有着大量均匀的微孔，尺寸比孔洞小的分子能够穿过，而大分子不能穿过，因此可以起到分离不同分子的作用，这类材料被称为分子筛。
其实在2001年科学家在英国《自然》杂志上报告说，他们发现一种称为钛硅酸盐ETS－4的物质能够作为良好的分子筛。
当温度升高时，ETS－4会逐渐脱水，微孔的尺寸随之减小。
利用这种方法，可以在3到4埃（1埃等于百亿分之一米）的范围内精细地调整微孔尺寸。
科学家说，一些常见分子如氮气、甲烷、氧气、氩气和水分子等尺寸都在3至4埃左右，彼此大小相差无几，用ETS－4制作的分子筛可以有效地将它们分开。
研究人员已经尝试用ETS－4从氮气和甲烷混合物中将氮气的含量由18%降到5%以下，并在分离氩气与氧气、氮气与氧气的实验中也取得了成功。
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制冷剂分子筛
制冷剂干燥剂的选择要求 ⑴制冷剂除了吸附水之外，不吸附任何其它物质。
⑵制冷剂与吸附剂之间不起任何化学反应，并不影 响制冷剂的化学稳定性。 ⑶要求露点控制较低。
⑷要求磨耗特别低。
制作流程
A型分子筛的制备流程示意图
谢 谢！
分子筛起源
后来，在沉积岩中又发现有大量的天然沸石存在，由于这些 沸石矿床多是处于地表附近，所以又推断它们可以在不太高的温 度和压力下生成。特别是在研究三叠纪地层中沸石的成岩作用时， 发现沸石在生成时呈现有某种程度的化学平衡状态，因此可以把 它们看作是一种矿物的相，叫做沸石相。这种沸石相是一种介稳 态。沸石相的平衡过程非常近似于低温水热合成过程。因此，人 们就进行了大胆的试探，采用低温水热合成技术进行沸石的合成 研究，不久就合成出首批低硅沸石。低温水热合成技术的应用， 为大规模的工业生产提供了有利的条件，到1954年末，A型分子 筛和X型分子筛开始工业性生产。这些合成沸石在气体的吸附分 离与净化，石油炼制与石油化工中众多的催化过程以及在离子交 换等领域得到广泛的应用。
分子筛吸附性能特点
较高的比表面和吸附容量
根据分子大小和形状的选择性吸附 根据分子极性、不饱和度和极化率的选择吸附 分子筛的高效吸附特性 离子交换性
催化特性
较高的比表面和吸附容量
分子筛晶体的大量孔穴和孔道，使其具有很大的比 表面积，因此色散力强。结构比较空旷的沸石与活性炭 的比表面积(800～1050m2/g)相近，结构空旷度较低的沸 石也与微孔硅胶 (500 ～600m2/g)相近，都明显高于活性 氧化铝的比表面积 (200 ～ 400m2/g)。又因为晶体内部各 种构造形式的笼内充填着阳离子，并且硅(铝)氧四面体骨 架也有负电荷，在这些离子周围形成强大的电场，从而 还有强大的静电引力。晶体内外表面过剩自由能所决定 的色散力和这种静电引力的存在，使得沸石有优良的吸 附性能。
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（700毫米汞柱，25℃）；5. C2H6（700毫米 汞柱，25℃）；6. O2（700毫米汞柱，-183℃）
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。
热分析
热分析技术是研究物质在加热或冷却过程中产生某些物理变化和化学变化的技术。因其 具有方法灵敏、快速、准确等优点，该技术及其分析仪器也得到快速发展。应用最多的是将 热重分析与差热分析联合使用。热分析技术在分子筛鉴定分析中的应用包括确定分子筛的含 水量、有机模板剂含量、热稳定性、脱附机理等。 1．热重分析 热重分析是一种通过测量被分析样品在加热过程中重量变化而达到分析目的的方法。即 将样品置于具有一定加热程序的称量体系中，测定记录样品随温度变化而发生的重量变化。 以被分析物重量(%)为纵坐标，温度为横坐标的所得的曲线即热重分析曲线。灵敏度可达108克。 2．差热分析 差热分析是最先发展起来的热分析技术。当给予被测物和参比物同等热量时，因二者对 热的性质不同，其升温情况必然不同，通过测定二者的温度差达到分析目的。以参比物与样 品间温度差为纵座标，以温度为横座标所得的曲线，称为差热分析曲线。灵敏度可达10-4焦 耳。 采用差热分析可以确定结构中水和有机模板剂的量，表面吸附水在较低温度(约100℃以 下)失去，孔穴内部的水视结构和阳离子的不同而不同，大孔沸石中的水在较低温度下失去， 而小孔沸石需要较高的温度。有机模板剂在高温下会分解，因此热重分析可以测得分解温度 (一般为 300-600℃)和失重的量，模板剂的分解温度与模板剂分子的位置，是否存在离子对， 以及是否带有电荷有关，总之，与骨架的相互作用有关。
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．
根据分子大小和形状的选择性吸附
1
2
根据分子极性、不饱和度和极化率的 选择吸附
分子筛的高效吸附特性
离子交换性
其交换反应可表述如下：
ZB ZB
Z A B( M ) Z B A Z A B( S ) Z B A
ZA (S )
ZA (M )
上式中ZA，ZB是交换阳离子A与B的价态电荷， （M）与（S）表示沸石相与溶液相。
X射线粉末衍射——应用举例
5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
未知样品 X型分 子 筛模拟谱 图 A型分 子 筛模拟谱 图
X射线粉末衍射——应用举例
(a) 纳米X型分子筛， (b) 微米级X型分子筛， (c) 商用X型分子筛
应用举例
天然气干燥 中空玻璃 变压吸附制氧 洗涤剂助剂
制冷剂分子筛
天然气干燥
中空玻璃
变压吸附制氧
1.A分子筛柱 2.B分子筛柱 3.缓冲罐 4.销声器 5电磁阀 6.单向阀
洗涤剂助剂
沸石分子筛所具有的优良性能 1.沸石对水硬离子的控制——沸石除钙能力同其他助 剂基本一样,可除去98%以上的钙,50%的镁,且除钙速度比 三聚磷酸钠快; 2.对表面活性剂的吸附力——沸石是三聚磷酸钠的5倍 3.去污力——以沸石为主要助剂,并辅以其他适当品种 和数量的辅助助剂,其去污能力十分理想 4.抗再沉积作用——研究表明,沸石的粒径只要在0.11.0微米以内,不仅分散好,且可以防止在衣服上附着.
LTA——5A
4A分子筛中钠离子的分布 ：表示Na+
LTA——5A
Ca2+交换度对吸附量的影响 吸附条件：25℃，700毫米汞柱
5A分子筛的选择吸附
MFI
常用表征方法
X射线粉末衍射 吸附分析 电子显微技术 核磁共振
热分析
X射线粉末衍射
平面点阵的衍射方向
2d h*k *l * sin hkl n
催化特性
活化处理后的分子筛，是具有催化性能的。沸石内 部的孔穴相互沟通的通道大小决定了吸附质能否被吸 附，只有那些分子直径小于通道直径的吸附质才能通 过通道进入笼内被吸附。因此在沸石内部进行的许多 催化具有择形性。 另外，沸石还是理想的催化剂载体。例如具有催化 活性的金属离子可以通过离子交换进入沸石内部，再 将其转变为具有催化活性的单质状态或是化合物。这 样它们均匀的分布在沸石的笼内，具有极高的分散性， 提高了催化剂的利用效率。