分子筛

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分子筛定义

分子筛定义

分子筛定义分子筛是一种以分子分类的方法,它是一种以分子的属性为基础的定量分析技术,用于把一种物质分类到某种分子结构层次系统中,也可用于识别物质的形式和化学性质。

它是一种解析型技术,即用以物质的任何改变为前提来解释被测物质的物质性质。

分子筛的基础是分析同时多种分子的表征,比如分子的大小、形状和结构、表面活性和其它组分。

它以某种标准测量分子的特征,如大小、形状、结构、表面活性等,然后比较特定的物质或分子组的情况。

基于这些测量值,它还可以确定特定物质或分子组的物质属性、活性、相容性和其它特征。

在实验室,分子筛可以采用几种技术,如气相色谱、液相色谱、原子吸收光谱等,来鉴定物质的分子结构。

这些技术可用于测量分子的大小、形状、结构、表面活性、相容性等,从而推断出物质的各种性质,如急性、慢性、致癌性等。

分子筛的结果可以作为物质的测试值或参考值,为科学研究和各种应用提供准确的参考数据,使研究者和应用者更好地理解物质的特性和可能的影响因素。

对于工业应用,分子筛可以用来评估物质的性质、相容性和耐受性,从而为产品开发和制造提供更有效、更精准的参考。

分子筛技术在医药、食品加工、生物学领域等方面都得到了广泛应用。

如在医药和临床研究中,它可以帮助医生和研究人员准确地识别药物的特定成分,从而更准确地针对病症,实现更有效的治疗。

而在食品加工领域,分子筛技术可以帮助食品加工厂定制食品添加剂,确保食品安全和口感,以及在化学分析和生物分析中,结合其它技术可以用于研究分子的复杂形状和结构。

综上所述,分子筛是一种特定的分子分类技术,它可以将一种物质分类到某种分子结构层次系统中,确定物质的属性、活性、相容性和其它特征。

它已经广泛应用于医药、食品加工、生物学等领域,能够为科学研究和应用提供准确的参考数据,为物质的测试和发展提供依据。

分子筛简介

分子筛简介
1、基本结构单元
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


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

分子筛

分子筛科技名词定义中文名称:分子筛英文名称:molecular sieve定义:具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。

分子筛概念狭义上讲,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分子筛分子尺寸大小(通常为0.3~2.0 nm)的孔道和空腔体系,从而具有筛分分子的特性。

然而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。

由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水,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,而把比孔道大的分子排斥在外,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。

目前分子筛在冶金,化工,电子,石油化工,天然气等工业中广泛使用。

常用分子筛气体行业常用的分子筛型号;A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A),X型:钙X(10X),钠X(13X)Y型:,钠Y,钙Y分子筛特点分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。

存放时间较长并已经吸湿分子筛的分子筛使用前应进行再生。

分子筛

分子筛

催化剂及其作用机理二分子筛催化剂1.分子筛的概念分子筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。

分子筛中含有大量的结晶水,加热时可汽化除去,故又称沸石。

自然界存在的常称沸石,人工合成的称为分子筛。

它们的化学组成可表示为Mx/n[(Al3O2)x·(SiO2)y] ·ZH2O式中M是金属阳离子,n是它的价数,x是Al3O2的分子数,y是SiO2分子数,Z是水分子数,因为Al3O2带负电荷,金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。

当金属离子的化合价n = 1时,M的原子数等于Al的原子数;若n = 2,M的原子数为Al原子数的一半。

常用的分子筛主要有:方钠型沸石,如A型分子筛;八面型沸石,如X-型,Y-型分子筛;丝光型沸石(-M型);高硅型沸石,如ZSM-5等。

分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性,且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的,也属于固体酸类。

近20年来在工业上得到了广泛应用,尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。

2.分子筛的结构特征(1)四个方面、三种层次:分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。

第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体(SiO4)和铝氧四面体(AlO4),它们构成分子筛的骨架。

相邻的四面体由氧桥连结成环。

环是分子筛结构的第二个层次,按成环的氧原子数划分,有四元氧环、五元氧环、六元氧环、八元氧环、十元氧环和十二元氧环等。

环是分子筛的通道孔口,对通过分子起着筛分作用。

氧环通过氧桥相互联结,形成具有三维空间的多面体。

各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。

多面体有中空的笼,笼是分子筛结构的重要特征。

笼分为α笼,八面沸石笼,β笼和γ笼等。

(2)分子筛的笼:α笼:是A型分子筛骨架结构的主要孔穴,它是由12个四元环,8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。

笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为760[Å]3。

分子筛定义

分子筛定义

分子筛定义
分子筛,又称为分子筛成像,是一种技术,可以用来发现病毒、细菌和其他微生物的新型分子结构。

它的工作原理是用一种特殊的分子筛过滤器来对特定种类的微生物进行筛选和辨识。

它是一种非常有用的研究工具,可以帮助学者研究未知病原体、新型病毒以及各种新型病毒的免疫情况。

分子筛定义是一种用于研究微生物和病毒的技术,它的目的是从分子病毒或细菌中分离出特定的基因序列。

该技术能够分析基因组中的特定基因,从而让学者能够确定病毒的特征。

研究者可以通过分子筛的方式来搜索出新的基因,进而解析出新的蛋白质,之后可以用来检测抗病毒抗体,从而推断细菌的抗药性和脆弱性。

分子筛定义技术是一种非常重要的研究工具,它可以有效地发现新型微生物。

在研究新型微生物时,能够对细菌和病毒的基因序列进行更精确的研究,并能够揭示病原体的免疫情况。

有了这些信息以后,学者就可以研发更有效的抗菌素和疫苗,从而更好地抵抗微生物。

除了为研究微生物提供帮助外,分子筛定义技术还可以用于对抗肿瘤、癌症和肝病等疾病的研究。

这种技术可以检测癌细胞中特定的基因,并能够有效地检测出抗癌物质。

之后,研究者可以运用这些物质,开发出有效的抗肿瘤疫苗。

此外,分子筛也可以用于研究帮助人们发现新的药物,比如抗肝病、糖尿病等慢性疾病的药物。

总之,分子筛定义是一种非常重要的技术,它可以大大提高我们对于微生物的研究,从而帮助我们更好地防治和抵抗疾病。

此外,它
还能够为我们发现新的药物提供有力的帮助,有助于改善人们的生活和健康。

分子筛

分子筛

13X分子筛13X分子筛的孔径10A,吸附小于10A 任何分子,可用于催化剂协载体、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氢气体共吸附,主要应用于医药和空气压缩系统的干燥,根据不同的应用有不同的专业品种。

分子式:Na2O. Al2O3 2.45SIO2. 6.OH2O技术指标:性能单位技术指标形状条球直径mm 1.5-1.7 3.0-3.3 1.0-1.6 3.0-5.0粒度% ≥98≥98≥96≥96堆积密度G/ml ≥0.54≥0.54≥0.60 ≥0.60磨耗率% ≤0.20≤0.25≤0.20≤0.20抗压强度N ≥30/cm≥45/cm≥10/p≥60/p静态水吸附% ≥25≥25≥25≥25二氧化碳空气处理量NL/g ≥14≥14≥14≥14包装水含量% ≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5具体应用:空气分离装置中气体净化,脱除水和二氧化碳。

天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫。

一般气体深度干燥。

包装:25公斤纸箱包装或55加仑密封铁桶包装。

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。

4A分子筛4A分子筛的孔径为4A,吸附水,甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯,不吸附直径大于4A的任何分子(包括丙烷),对水的选择吸附性能高于任何其他分子。

是工业上用量最大的分子筛品种之一。

分子式:Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O技术指标:性能单位技术指标形状条球直径mm 1.5-1.7 3.0-3.3 1.7-2.5 3.0-5.0粒度% ≥98≥98≥96≥96堆积密度G/ml ≥0.60≥0.60≥0.60≥0.60磨耗率% ≤0.20≤0.25≤0.20≤0.20 抗压强度N ≥30/cm≥45/cm≥60/p≥70/p 静态水吸附% ≥20.5≥20.5≥20.5≥20.5包装水含量% ≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5具体应用:*空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥。

分子筛 名词解释

分子筛 名词解释

分子筛名词解释
分子筛,这玩意儿听起来是不是有点神秘?其实啊,它就像是一个超级精细的筛选器。

你想想看,咱们平时筛面粉,用的是有孔的筛子,把粗的颗粒留在上面,细的面粉就漏下去了。

分子筛的作用也差不多,只不过它筛的可不是面粉,而是分子!
分子筛是一种具有均匀微孔结构的固体材料。

这些微孔的大小可是经过精心设计的哦。

它们就像是一扇扇特定尺寸的门,只有大小合适的分子才能通过。

比如说,氧气和氮气,这俩气体分子大小不同。

分子筛就能够把它们区分开来,让氧气通过,而把氮气拦住。

这就好像是一个超级严格的门卫,只允许符合条件的“客人”进入。

再打个比方,分子筛就像是一个挑剔的选美评委。

分子们来参加比赛,只有身材合适、尺寸符合标准的才能入选,其他的统统被拒之门外。

它的应用那可广泛了!在化工领域,分子筛可以用来分离混合物,提取纯净的物质。

就像从一堆杂乱的宝石中,精准地挑出最珍贵的那颗。

在石油工业中,分子筛能帮助提炼高质量的油品。

这就好比是把粗糙的石头雕琢成精美的玉器,让石油变得更加优质。

还有啊,在环境保护方面,分子筛也能大显身手。

它可以吸附有害气体和杂质,就像是一个英勇的卫士,守护着我们的环境。

你说神奇不神奇?分子筛这个小小的东西,却有着大大的能量。

它在各种领域默默发挥着作用,为我们的生活带来便利和改变。

总之,分子筛可不是什么难以理解的高深概念,它就是一个有着神奇本领的分子筛选专家,在我们看不见的微观世界里忙碌着,为我们创造着更美好的生活!。

分子筛

分子筛

分子筛的科学和工学分子筛是少见的具有广泛应用领域的机能性物质,分子筛具有吸附作用,离子交换作用,催化作用,被广泛应用于化工和其他工程领域。

多孔材料的孔道大小分类:分子筛的构造:Zeolite: 结晶型多孔质硅铝酸盐的总称。

1756年从天然矿物中发现的 基本结构单位是四面体构造的(SiO 4)4-或者(AlO 4)5-单位(统称TO 4) 。

一个TO 4单位有四个顶点氧,这四个顶点氧分别和相邻的四个TO 4单位的顶点氧共享,逐步连成三维结构,形成结晶。

这种结晶物质具有多孔性,孔道入口处直径为0.4-0.8nm .由于比孔道口小的分子可以进入孔道内,而比孔道口大的分子无法进入孔道.所以这种物质具有筛分分子的作用,称为分子筛.1.除Al 3+之外,3价或4价元素引入硅酸盐的骨骼,可以形成和硅铝酸盐具有同样结晶构造的金属硅酸盐.2.组成为AlPO 4的与分子筛同样多孔构造的磷铝酸盐多孔结晶体.分子筛是硅铝酸盐特有的构造,其他多种氧化物可以构成同样的结晶型多孔构造.组成一个TO4单位有四个顶点氧,这四个顶点氧分别和相邻的四个TO4单位的顶点氧共享,逐步连成三维结构,形成结晶。

Tectosilicate: 网硅酸盐.SiO2以Al3+置换骨骼中的部分Si4+时, 骨架结构呈负电性,必须在结构中引入其他阳离子如Na+,H+, Ca2+等, 补足正电荷,组成为M n Al n Si1-n O2(M为1价阳离子).International Zeolite Association, IZA 分子筛或分子筛类似物的必要条件:形成敞开3维网络体系的化合物,组成为ABn (n≈2), A成4根键,B成2根键,骨骼密度在20.5(TO4单位)以下的物质.骨骼密度:1nm3内T(含Si和Al)原子数总合.骨骼密度在21以上的物质被称为致密网硅酸盐.氧化物以外的物质也可以放在分子筛类似物的范畴. 分子筛(沸石)命名:天然矿物沸石人工合成分子筛天然沸石命名:(1)矿物学家和化学家的名字Faujasite(FAU):France(矿)B.Faujas de Saint-Fond (1741~1819) Ferrierite(FER):Canada(矿)W.F.Ferrier(1865~1950)Gmelinite(GME):German(化)C.G.Gmelin(1792~1860)Heulandite(HEU):British(矿)J.H. Heuland(1778~1856)Offretite(OFF):France(?)A.J.J.Offret(1857~)Paulingite(PAU):USA(化)L.C.Pauling(1901~1994)(2)产地命名Bikitait(BIK):津巴布韦Bikita Goosecreekite(GOO): USA Virginia state Goose Greek Quarry Mordenite(MOR,丝光沸石):Canada nava scoot state morden(3)形态组成命名(希腊语) Analcime(ANA):无Chahazite(CHA,菱沸石): 冰雹Erionite(ERI):羊毛Stibite(STI,束沸石):光泽合成沸石命名:主要有研制的公司和大学等研究机构命名。

分子筛

分子筛

分子筛(又称合成沸石)是一种硅铝酸盐多微孔晶体,它是由SiO和AIO四面体组成和框架结构。

在分子筛晶格中存在金属阳离子(如Na,K,Ca等),以平衡四面体中多余的负电荷。

分子筛的类型按其晶体结构主要分为:A型,X型,Y型等A型主要成分是硅铝酸盐,孔径为4A(1A=10 -10 米),称为4A(又称纳A型)分子筛;用Ca2+交换4A分子筛中的Na+,形成5A的孔径,即为5A(又称钙A型)分子筛;用K+交换4A分子筛的Na+,形成3A的孔径,即为3A(又称钾A型)分子筛。

X型硅铝酸盐的晶体结构不同(硅铝比大小不一样),形成孔径为9—10A的分子筛晶体,称为13X(又称钠X型)分子筛;用Ca2+交换13X分子筛中的Na+,形成孔径为9A的分子筛晶体,称为10X(又称钙X型)分子筛Y型Y型分子筛具有X型分子筛烃似的晶体结构,但化学组成不同(硅铝比较大)通常用于催化领域。

分子筛的主要特性1、物理特性:比热:约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃导热系数(脱水物):2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃水吸附热:约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg) 2、热稳定性和化学稳定性:分子筛能承受600—700℃的短暂高温,但再生温度一般在400℃以下。

分子筛可在PH值5-10范围的介质中使用;在盐溶液中能交换某些金属阳离子。

3、基本特性:a)分子筛对水或各种气,液态化合物可逆吸附及脱附。

b)金属阳离子易被交换。

c)分子筛内部空腔和通道形成非常高的内表面积。

其内表面可高于分子筛颗粒的外表面积的10000-100000倍。

分子筛的选择吸附特性:1、根据分子大小和形状的不同选择吸附——分子筛效应分子筛晶体具有蜂窝状的结构,晶体内的晶穴和孔道相互沟通,并且孔径大小均匀,固定(分子筛空腔直径一般在6—15埃之间),与通常分子的大小相当,只有那些直径比较小的分子才能通过沸石孔道被分子筛吸附,而构型庞大的分子由于不能进入沸石孔道,则不被分子筛吸附。

解剖学里分子筛的名词解释

解剖学里分子筛的名词解释

解剖学里分子筛的名词解释分子筛是一种广泛应用于解剖学领域的概念,它来自于化学分子结构和筛选理论的结合。

分子筛在生物科学中有着重要的应用,尤其是在分析组织结构和细胞功能方面。

本文将从不同角度深入探讨分子筛的概念和应用。

一、分子筛的基本原理分子筛是一种具有多孔结构的物质,在组织学研究中,它被广泛应用于分析细胞结构和生物分子的交互作用。

分子筛具有吸附和筛选的功能,能够根据其孔径大小和表面特性选择性地吸附不同分子,并通过筛选作用分离它们。

分子筛的主要结构由一系列亲水性和疏水性的通道组成,这些通道具有不同的孔径大小和形状。

当溶液中的分子进入分子筛时,它们会在通道中扩散,并与通道壁发生相互作用。

由于分子筛表面的特定性质,只有具有特定大小和形状的分子才能与其相互作用并被吸附。

二、分子筛在细胞结构研究中的应用1. 细胞膜通透性研究细胞膜作为细胞的保护屏障,对分子的进出具有一定的选择性。

利用分子筛的功能,可以模拟细胞膜的通透性,并研究不同大小、电荷和形状的分子在细胞膜上的渗透特性。

这对于药物传递系统的设计和生物分子的运输机制研究具有重要意义。

2. 分子间相互作用研究在细胞内,不同分子之间存在着复杂的相互作用关系。

分子筛可以帮助研究人员观察和分析分子间的相互作用,从而揭示细胞内各种生物过程的机理。

利用分子筛的特殊性质,可以筛选并分离某种特定分子与其他分子的相互作用。

三、分子筛在组织病理学中的应用1. 组织细胞结构分析组织学上,我们常常需要对组织细胞的结构进行分析。

分子筛可以帮助研究人员观察和描述细胞组织的微观结构特征,如细胞核形状、细胞器的分布以及细胞间连接等。

通过对细胞结构的详细分析,可以更好地理解组织病理学的相关现象,并为相关疾病的诊断和治疗提供依据。

2. 细胞代谢病理学研究分子筛在分析细胞代谢过程中也起到重要的作用。

通过分析细胞内代谢物的分布情况和与其他分子的相互作用,可以揭示细胞内代谢途径的调节机制以及代谢紊乱导致的一系列病理变化。

分子筛名词解释

分子筛名词解释

分子筛名词解释分子筛又称分子筛催化剂,是一种新型的分子筛。

它是通过对原料或中间产品进行预处理(如吸附或纯化),而在反应系统内部引入大量特殊的微孔道结构,利用这些孔道作为微观不均匀体系的特殊的催化剂。

分子筛又叫活性炭分子筛为具有多孔结构的含炭物质。

其粒径范围一般在0.5~100nm之间。

对活性炭的研究表明:当活性炭颗粒的直径小于50nm时,有机物在与之接触后,就会被吸附并保留下来,且具有高效率、高选择性、寿命长等优点。

因此,制备活性炭,最佳的粒度是活性炭的5-20倍,最好是3-5倍。

分子筛又称分子筛催化剂,是一种新型的分子筛。

它是通过对原料或中间产品进行预处理(如吸附或纯化),而在反应系统内部引入大量特殊的微孔道结构,利用这些孔道作为微观不均匀体系的特殊的催化剂。

其工作原理是吸附作用。

分子筛中的孔道结构可以吸附和过滤大量的物质,其孔径一般在0.02-10μm之间,尤其是0.5-1μm的孔道能够有效地将大分子吸附,而保留小分子和水,故称分子筛为吸附性分子筛。

分子筛是由多孔性材料(如硅藻土)与载体材料(如粘土)复合而成,具有吸附性能强、分散性能好、比表面积大、易再生等特点。

它还可用作催化剂载体、离子交换树脂、防毒防霉剂、抗菌素吸附剂、固定化酶载体等。

1、 TiO2-Pt2O3体系中铁过量时容易引起浸出,此时的最佳铁浓度在0。

1%~0。

6%之间,即可实现完全浸出;2、提供充足的氧气,使铁分解成二价铁离子,从而实现对苯酚的彻底浸出。

第三,对苯酚在分子筛上分布均匀,有利于均匀受热,缩短沸腾时间,同时可抑制酚的氧化。

第四,加入分子筛后可减少苯酚回流量,降低废水负荷。

第五,加入分子筛后可消除苯酚泡沫,增加透光性。

此外,在实际生产中还要考虑其他影响因素。

例如,分子筛的粒度大小、用量等都会影响废水的最终处理效果。

分子筛简介

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

什么是分子筛

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

分子筛的名词解释

分子筛的名词解释

分子筛的名词解释分子筛是一种常见的材料,在化学和材料科学研究领域中被广泛应用。

它具有微孔结构,能够以选择性地吸附、分离和催化分子。

本文将对分子筛的概念、结构和应用进行解释。

一、分子筛的概念分子筛是一种具有排列有序的微孔结构的材料。

其名称源于其能够通过具有一定空间尺寸的分子,而将其他分子挡在外部的微孔结构中。

分子筛的名称中的"分子"表示其处理的物质为分子级别,而"筛"则表示筛选的功能。

分子筛主要由硅铝骨架组成,其中硅铝骨架由硅氧四面体和铝氧四面体通过氢氧键相连接而成。

硅铝骨架的结构决定了分子筛的物理和化学性质。

二、分子筛的结构分子筛的结构由离子交换和带电基团的存在来决定。

这两种特征赋予了分子筛很强的吸附、分离和催化活性。

分子筛的微孔结构呈现出不同类型的拓扑结构,最常见的有ZSM-5、Beta、Y型等。

这些结构中的微孔大小和形状决定了分子筛对不同大小分子的选择性吸附。

三、分子筛的应用1. 吸附分离分子筛广泛应用于气体和液体分离技术中。

由于其微孔结构的选择性吸附特性,可以将不同大小和极性的分子分离并纯化。

例如,在石油化工领域,分子筛被用于去除重金属离子和有机杂质,提取和纯化石油产品。

2. 催化剂分子筛是一种优秀的催化剂载体。

其高度有序的微孔结构可以提供大量的催化活性位点,并且可以将反应物分子定向导入到催化活性位点中。

分子筛催化剂被广泛应用于化学合成、环保和能源转化等领域。

3. 分子存储与传感由于分子筛的微孔结构能够通过选择性吸附分子,因此可用于分子的存储和传感。

特定的分子可以通过吸附和释放来实现储存和检测。

这一特性使得分子筛在药物传递、气体存储和分析等方面具有潜在的应用价值。

四、分子筛的发展与前景分子筛作为一种功能材料,已经取得了重要的科学和技术进展。

随着研究对其结构和性能的深入了解,以及制备方法的不断改进,分子筛的应用领域将进一步扩展。

在石化工业、环境保护和新能源领域,分子筛的应用前景十分广阔。

第四节分子筛简介ppt课件

第四节分子筛简介ppt课件
1988年 Davis成功合成了具有十八元环的VIP-5分子筛
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。

分子筛名词解释

分子筛名词解释

分子筛名词解释分子筛亦称“分子筛选择性吸附剂”、“吸附剂”、“工业分子筛”、“分子筛”等。

它是由天然沸石分子筛的天然晶体,经粉碎、筛选、提纯而制得的一种新型多孔无机吸附剂,具有沸石的全部结构,同时具有分子筛所固有的筛分性能,也就是吸附性能和催化性能,从而成为理想的气体分离、净化材料和催化剂载体。

分子筛的特点是分子筛对各种极性和非极性分子的吸附量相当,且吸附速度快,又可通过改变外界条件(如温度、压力、流速等)调节吸附容量,适用于分离和提纯含碳物质。

在液相反应和气固相催化反应中应用较多,例如石油裂解、重质油催化裂化、加氢脱硫、合成氨和甲醇合成等。

石油中的烯烃,裂化催化剂常用分子筛。

分子筛是由天然沸石分子筛的天然晶体,经粉碎、筛选、提纯而制得的一种新型多孔无机吸附剂,其孔径大小介于Ⅰs50a之间,是沸石的倍,吸附量是沸石的,表面积大于体积的,空隙率是,不但比表面积大,而且吸附能力强,容易再生。

分子筛由硅元素、氧元素、氮元素组成,其中SiO2占81%~87%, Al2O3占5%~9%,其余为Fe2O3、 MgO、 FeO、TiO2等;晶胞参数: a=23.1(2)A, b=27.9(2)A, c=21.3(4)A,β=100(5)°;孔径D=10(6) nm,比表面积A/g=2.3(6) m2/g,微孔透气速率最小表面张力80kN/m2·h;外观呈淡蓝色细粉末状,微溶于水,具有沸石所固有的分子筛所固有的孔道结构,且比表面积大、活性高、表面吸附力强、吸附速度快、容易再生等特点。

分子筛作为一种吸附剂,在工业上主要是指沸石分子筛,可广泛应用于气体分离、液体分离、固体干燥、除湿、水质净化、色谱分离、催化剂载体等领域。

分子筛还是固体粉末活性炭、微孔硅胶、微孔沸石的原料。

石油产品精制(加氢精制)、石油产品深加工(石油产品催化裂化、延迟焦化、选择性加氢、柴油加氢脱硫醇等)、轻质燃料油的脱臭、废水处理(饮用水、工业用水、污水)、炼油厂、水煤浆厂、垃圾焚烧发电厂等行业的气体净化和分离以及制备超细分子筛。

分子筛

分子筛
分子筛本身是对极性分子具有吸附能力的。前提是该分子直径比分子筛孔径小。
常用的分子筛有3A,4A,5A,13X,10X等。
分子筛的主要特性
1、物理特性:
比热:约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃
导热系数(脱水物):2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃
水吸附热:约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg)
2、根据分子极性,不饱和度和极化率的选择吸附
分子筛对于极性分子和不饱和分子有很高的亲和力;在非极性分子中,对于极化率在的分子有较高的选择吸附优势。此外,沸点越低的分子,越不易被分子筛所吸附。
3.2、分子筛的高效吸附特性:
分子筛对于H2O、NH3、H2S、CO2 等高分子极性具有很高的亲和力,特别是对于水,在低分压(甚至在133帕以下)或低浓度,高温(甚至在100℃ 以上)等十分苛刻的条件下仍有很高的吸附容量。
八、10X分子筛
抗压强度(N/颗):分子筛的主要指标。由于使用分子筛的工况条件大多是压力差较大(特别是吸附与再生切换时),如果分子筛的抗压强度不符合要求,极易造成分子筛的破损,除影响分子筛的使用寿命外,还可能使设备管道堵塞造成严重后果。抗压强度与吸附容量基本上呈反比关系。如何在保证吸附容量的基础上提高抗压强度,也是提高分子筛质量的关键。
二、4A分子筛
用途:用
4A分子筛主要技术条件(球形)
三、5A制(富)氧分子筛
用途:用于空分制氧工业上做高效的氧氮分离吸附剂,其生产的氧纯度可根据需要控制在50-90%之间。
四、5A脱蜡分子筛
用途:广泛用于石油及其馏份中分离正构烷烃(即脱蜡)。脱蜡后的油品质量具有低冰点的航空煤
分子筛主要应用品种有3A、4A、5A、13X以及以上述为基质的改性产品。

分子筛(SQ)

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。

分子筛的概念

分子筛的概念

分子筛的概念分子筛的概念一、引言分子筛是一种高度有序的多孔晶体,具有特殊的化学和物理性质。

它们具有非常小的孔径,可以选择性地吸附和分离不同大小和形状的分子。

因此,它们在化学、材料科学、环境科学等领域中具有广泛的应用。

二、分子筛的结构1. 分子筛晶体结构分子筛晶体结构由三维网状骨架组成,其中包含孔道系统。

其骨架由氧化硅或氧化铝等氧化物组成,通过硅氧键或铝氧键连接在一起。

2. 分子筛孔道分子筛晶体中存在不同大小和形状的孔道,这些孔道对于吸附和分离不同大小和形状的分子非常重要。

根据孔径大小,可以将分子筛分类为微孔(直径小于2nm)、介孔(直径为2-50nm)和大孔(直径大于50nm)。

3. 分子筛骨架类型根据不同元素(如硅、铝、钾等)在骨架中的存在情况以及它们之间连接方式的不同,可以将分子筛骨架分为不同类型。

例如,硅铝比为1的ZSM-5是一种常见的分子筛骨架类型。

三、分子筛的制备方法1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种常用的制备分子筛晶体的方法。

该方法通常涉及将硅源和铝源(或其他元素源)与模板剂混合,并在适当条件下进行水解和聚合反应。

2. 水热合成法水热合成法是另一种制备分子筛晶体的方法。

该方法涉及将硅源和铝源(或其他元素源)与模板剂混合,并在高温高压下反应。

3. 直接合成法直接合成法是一种简单而有效的制备分子筛晶体的方法。

该方法涉及将硅源和铝源(或其他元素源)与模板剂混合,并在适当条件下进行水解和聚合反应。

四、分子筛的应用1. 催化剂由于其孔道大小和结构可调性,因此分子筛被广泛应用于催化剂领域。

例如,ZSM-5可以用作汽油催化裂化催化剂,而SAPO-34可以用作选择性还原NOx催化剂。

2. 吸附剂分子筛的孔道大小和结构可调性使其在吸附剂领域中具有广泛的应用。

例如,MFI型分子筛可以用于去除甲烷中的水和二氧化碳。

3. 分离剂由于分子筛可以选择性地吸附和分离不同大小和形状的分子,因此它们在分离剂领域中具有广泛的应用。

分子筛分离

分子筛分离

分子筛分离分子筛是一种具有高度规则孔道结构的多孔材料,它可以根据分子大小和其它特性来选择性地分离混合物中的组分。

分子筛广泛应用于许多领域,例如化学工业、环境保护、能源开发等。

本文将介绍分子筛的原理、制备方法和应用领域。

一、分子筛的原理分子筛的分离原理是基于分子在孔道中的扩散和吸附行为。

分子筛具有高度规则的孔道结构,孔径大小可以根据需要进行调控。

当混合物通过分子筛时,分子会根据其大小和亲疏水性被吸附在孔道内或者快速通过孔道。

这种选择性吸附和排斥的作用使得分子筛可以实现对混合物的有效分离。

二、分子筛的制备方法分子筛的制备方法主要包括水热法、气相法和溶胶-凝胶法等。

水热法是最常用的制备方法之一,它通过将硅源、铝源和模板剂在高温高压条件下反应,形成分子筛晶体。

气相法则是利用气相反应,在合适的温度和压力下,使气态前驱体在催化剂的作用下形成分子筛。

溶胶-凝胶法则是通过溶胶的形成和凝胶的固化,制备出分子筛材料。

三、分子筛的应用领域1. 石油化工领域:分子筛在石油加工中起到重要作用。

它可以用于催化裂化、脱氮、脱硫等过程中的分离和净化。

分子筛可以去除石油中的杂质,提高燃料的质量和纯度。

2. 环境保护领域:分子筛用于废气和废水处理中,可以去除有害气体和重金属离子。

例如,分子筛可以去除废气中的二氧化硫和氮氧化物,净化大气环境。

同时,它也可以用于废水中的污染物去除和水质净化。

3. 医药领域:分子筛在医药领域中有广泛应用。

它可以用于药物分离纯化、药物缓释和药物传递等方面。

分子筛还可以用于生物分离和蛋白质纯化等。

4. 新能源开发:分子筛在新能源领域中的应用也越来越重要。

例如,分子筛可以用于气体分离和液体分离,提高天然气的纯度和液化石油气的分离效果。

四、分子筛的发展趋势随着科技的不断进步,分子筛的制备方法和应用领域也在不断发展。

未来的分子筛将更加智能化和高效化。

例如,通过调控分子筛的孔径和表面性质,可以实现对更广泛范围的分子的分离和选择。

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分子篩(Molecular Sieves)一、簡介:分子篩為矽鋁金屬化合物之結晶產物,由Union Carbide公司於1954年研發出之產品;分子篩表面佈滿孔洞,依孔徑大小可吸收不同大小及不同極性之分子,目前除乾燥系統廣泛使用外,已發展應用至製程分離(直鏈Paraffins自支鏈及環狀物中分離)及觸媒商業運轉領域。

二、發展史:分子篩屬沸石(Zeolites)的一種,早在二世紀前已被發現其加熱釋放水、冷卻吸收水份之特性,1920年始發現沸石可吸收/釋放其它化合物,1930年代早期由於X-ray Diffraction分析技述的發展,揭發了沸石的基本構造,沸石為一結晶物質,每一結晶體中排列佈滿坑洞與洞穴,1948年Union Carbide公司研發單位對其吸收大氣水份與工業上之應用感到興趣,但是天然沸石的稀少性與物理化學性質的不穩定性,限制了其商業應用的實用價值,因此Union Carbide公司自行發展出純沸石的合成方法與經濟的純化製程用以生產合成沸石,1953年已有超過30種獨特的純沸石種類被製造出來,在當時化學工業觀點看來奇特、未知的物質,皆已陸續登錄於Composition-of-Matter Patents 中。

在缺乏沸石基本資料情況下,Union Carbide公司研發團隊不只需要瞭解其結構與吸收特性,還需進一步研發其再生方式、如何在運轉過程中不會影響其吸收特性、發展出可靠之生產技術與應用領域之推廣等;1954年三種產品開始商業上推廣試用於化工及石化業,該年9月份有80%試用的公司立即給予正面的評價,並Order更多之測試與試用,以期解決其氣體純化與除水問題,此不尋常之回應鼓舞了Union Carbide公司去建立商業上應用的決心,自此Union Carbide公司持續性的增加分子篩在工業上應用的領域與效能,並發展出各種類型之分子篩產品。

三、結晶結構(Crystal Structure):分子篩為一結晶沸石(Zeolites),其基本分子式如下:M2/n O.Al2O3.xSiO2.yH2OM:Cation of n Valence雖然在結構上類似Gel type Amorphous Alumino-Silicates(一般通稱為沸石,一般應用於軟水劑),但此類沸石內含之孔洞較寬(20~10000Å),無選擇性吸收效果。

有很多沸石的種類其化學組態、結晶結構與吸附特性都是未知物,而Union Carbide公司已發展出數種此類結晶體分子篩,其中最為廣泛使用的為Type 4A與Type 13X,其分子式如下:Type 4A:Na12[(AlO2)12(S iO2)12].27H2OType13X:Na86[(AlO2)86(S iO2)106].276H2O在上式中Na+可改用其它陽離子取代合成其它有用之產品,分子篩使用前,其吸附之水可利用加熱去除,多數商業上使用之產品製造成圓柱或顆粒狀,並內含20%之黏土。

分子篩結晶構造為一四面體結構,由4個O2-環繞一個較小之Si4+或Al3+,再由Na+補足不足之正電荷,而外圍之O2-再與其它Si4+或Al3+離子鏈結擴張成三度空間之結晶體結構。

分子篩結晶體類似蜂巢狀結構,每一孔洞四週連接六個相同的洞穴,而水分子即吸附在此洞穴中;如Type A之球型洞穴,孔徑為11 Å、洞穴容量925 Å3,洞穴容量約佔個結晶體體積的一半,而此孔穴的容積即為可吸附水分子的空間;Type 4A之球型洞穴,孔徑為3.5 Å,在一般操作溫度下,此洞穴可讓直徑4 Å之分子進入,通常由於吸附之分子受其可塑性與動能影響,分子篩孔洞允許直徑大0.5 Å之分子輕易的通過,而Exchangeable Cation(Na+)離子大小及鍵結位置會影響分子篩孔隙直徑,因此如果將Type 4A之Na+離子置換為Ca+離子,分子篩孔隙直徑會改變為4.2 Å;Exchangeable Cation(Na+)亦可置換成據有特殊選擇吸附能力之陽離子,用來吸收其它特定之物質,在觸媒分子篩(Molecular Sieve Catalyst)應用方面,觸媒活性受陽離子特性及Alumino-Silicate組態所影響。

四、分子篩之製造(Manufacture):1.原料:(1)Sodium Silicate:Na2SiO3、Na6Si2O7、Na2Si3O7(2)Alumina Trihydrate:Al(OH)3(3)Sodium Hydroxide:NaOH2. 製造流程:Cation Ex.→filterMakeup TK Cry. TK Filter Weigh HopperMix Muller Pellet Extruder Rotary Dryer Screen Rotary Kiln Pellet Molecular Sieve(1)將原料以Batch秤重方式加入混合槽(Makeup Tank)中攪拌均勻後泵送至結晶槽(Crystallization Tank)中反應,在結晶過程中採用多種精密儀器(包含X-ray Diffraction)監控反應條件。

(2)結晶完成,Crystal Slurry經過濾水洗程序後,初步之Crystal Slurry製造完成;如晶體中之Na+需置換為其它陽離子(Ca2+),CrystalSlurry需泵送至另一加熱槽中與適量之Ca2+鹽類溶液混合加熱,進行陽離子置換反應,之後同樣需經過過濾及水洗程序以去除雜質。

(3)在混合槽中將Crystal Slurry與一定比例之黏土捏合後,經Extruder押出切粒後得到Pellet狀Molecular Sieve;Pellet再經過乾燥、篩選及燒窯過程即為可使用之產品。

五、分子篩特性:分子篩是經由強大之物理吸附力來吸收特定分子並非憑借化學吸附力,此意謂著被吸附物質在經過加熱或其它取代方式脫附分子篩時,可保有原來的化學組態。

如果使用的是分子篩Power,被吸附物質在脫附時不會發生磁滯現象(Hysteresis),吸附/脫附為完全可逆反應(完全等溫曲線);但是如果使用的是Pellet Molecular Sieve,在飽和壓力情況下,由於Pellet縫隙中可能發生液體凝結現象,此凝結液進一步擴展至結晶體中,此時會發生進一步的吸附作,而Hysteresis磁滯現象亦伴隨著發生。

分子篩結晶體外部表面積對吸附作用有所幫助,但晶體內部空隙卻只允許直徑小於孔徑的分子通過,在分子篩外部表面積僅佔總面積的1%的情況下,分子半徑過大的物質其吸附量通常只佔總吸收量的0.2~1wt%而已,因此如果選擇適合種類的分子篩在適當的操作條件下,分子篩可應用於很多特殊的領域上。

分子篩除了以尺寸及化學組態篩選分子外,它同時可以分子極性(Polarity)、不飽和鍵比例(Degree of Unsatuation)優先選擇被吸附物質;不同種類的分子中,可通過分子篩孔洞、揮發性較低、極性較高、不飽和鍵多之分子可優先佔用在晶體孔洞之中。

在分子篩晶格中由於金屬陽離子(Na+)直接暴露在外,其強大的吸收能力對分子篩影響最大;此類帶正電荷之陽離子憑藉其強大之靜電吸引力,吸附極性分子(Polar Molecular)之負離子端,因此極性較大物質較易被吸收,此類極性物質通常含有O、S、Cl、N原子並且為不對稱結構體;此外,在強大正電荷影響下,被吸附物會發生誘導極化現象(Dipoles Induced),此被極化物質同樣的較易吸附於金屬陽離子(Na+)上,因此不飽合鏈較多的物質,吸附力較強。

分子篩基本性質:六、吸附原理(Adsorption principle):吸附現象屬化工單元操作範疇,但是在實用的商業領域上一直都缺乏大量、整體性的吸附單元操作被設計出來,事實上在Union Carbide 公司分子篩發展出來以前,根本沒有商業上吸附技術的存在。

在分子篩被發明出來的最初幾年,大量初步有關吸附平衡的數據以及實驗室等級的分離技術被發展出來,其相關數據直接提供了分子篩在乾燥及氣/液態純化應用上的潛力,而在現有相關的系統及設備技術上亦很少能有其它生產技術可取代分子篩在乾燥及簡單吸附上的地位。

但是在更進一步的應用上,由於相關製程技術知識的缺乏,由實驗室放大於生產製程中,必需由製程設計及理論基礎來支援;為了突破此困境,Union Carbide公司成立一龐大的製程研發團隊,由基礎吸附原理及數據分析為起點,發展出廣泛的吸附技術,該研發團隊致力於以下四個領域的研究發展工作:1. 吸附平衡(Adsorption Equilibrium):單一成份之吸附數據早在數年前已被計算出來,但是由於大多數流體皆為混合物,而”多成份”之吸附平衡Data必需於設備安裝前得到,Union Carbide公司已自行發展出一些特殊設備去計算一些必要之參考數據,以此餐考數據做為設計基礎,再利用電腦完成多分子吸附平衡數據的校鄭工作。

2. 吸收速率及動力學(Adsorption Rate & Kinetics):在吸附設備的設計上,吸附劑在”吸附平衡”及”質傳”上都必需提供必要之”濃度(量)”,一個新的設計理念為”控制吸附之質傳速率”,此觀念已在石化業中廣泛的接受(Length of Unused Bed),質傳速率受以下四個變因影響:(1)被吸附物必需可以即時擴散至Pellet中所有具活性之結晶體。

(2)被吸附物與分子篩孔徑之相對尺寸大小。

(3)被吸附物與分子篩之相對吸引力。

(4)操作溫度。

3. 分子篩結晶體壽命:在反覆循環使用下,分子篩晶體可能受溫度及壓力影響,導致晶體粉碎或焦化;晶體之粉碎可藉由程序設計及操作條件來展延使用週期減少破壞,而晶體之焦化主要肇因於被吸附物之碳化,不同之被吸附物焦化程度亦不同,Union Carbide公司已發展出將碳化物燒除之技術,並實際應用於商業運轉中。

4. 製程放大技術:由於熱傳及質傳基礎研發數據果已被成功的應用於放大技術上,一些實驗室獲致的成果已可放大再現,,並實際應用於商業運轉中。

分子篩吸附系統,在實際應用上可概分為下列幾種:(1)Multiple-Bed Adsorption:此種吸附床被大多數工廠所採用,典型較常使用的是Double-Bed,當其中一台做為吸收床使用時,另一台則進行再生加熱、吹清及冷卻動作,如果設計之吸收床使用週期低於6hr時,通常必須再增設一台吸收床,以符合連續製程需求。

(2)Single-Bed Adsorption:如果製程上允許吸附行為斷續進行或批次製程,基於經濟上考量,可採用此製程,當吸附床飽和時,該吸附床逕行脫附再生步驟,當再生完成後再連接系統使用。

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