第四章分子筛催化剂及其催化作用
工业催化--分子筛及其催化作用
引言
一类具有均匀孔隙（道）构造 旳结晶性材料。
孔道尺寸与分子直径大小相当， 能在分子水平上筛分物质，又 称为分子筛。
分子筛构造中具有大量旳结晶 H2O分子，加热时可汽化除去， 分子筛又称为沸石。
一般自然界存在旳常称为沸石， 人工合成旳常称为分子筛，有 时也称为沸石分子筛。
硅铝酸盐分子筛晶胞化学构成表达式
Q4。
分子筛旳第二构造层次-多元环
分子筛旳第二构造层次：---多元氧环
TO4四面体经过共享氧原子按不同方式连接构成多元氧环 由四个四面体连接形成旳环叫四元氧环； 五个四面体连接形成旳环叫五元氧环； 依此类推还有六元氧环、八元氧环和十二元氧环等
多种环旳临界孔径
假如把多种环近似地看成圆形，其直径称为孔 径，那么多种环旳孔径如下：
列及SAPO系列是含其他杂原子旳分子筛，具有离子互换能 力。
1988年首次合成了具有十八元环旳VPI-5分子筛，孔径达 1.3 nm，实现了超大孔分子筛旳合成。
AlPO-5 和VPI-5旳骨架构造
分子筛旳孔道
多种二级构造单元按照不 同旳排列方式拼搭，构成 了不同旳分子筛骨架构造。
二级构造单元在组合过程 中，往往能围更大孔笼。 每个孔笼又经过多元环窗 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。
多种分子筛名称旳由来
起初分子筛没有系统命名规则。有用研究者第一 次刊登提出旳一种或者几种字母来命名。如A、 X、Y型、ZSM (zeolites Synthesized by Mobil )系 列+阿拉伯数字来命名，如ZSM-5， ZSM-11等， VPI-5(Virginia Polytchnic Institute no.5)等。
磷酸铝分子筛
工业催化 酸碱催化剂和分子筛催化剂
分子筛催化剂
5.沸石分子筛的命名：
用研究工作者第一次发表提出的一个或者几个 字母来命名。如A型、X型、Y型、ZSM型等； 用离子交换法制得不同型号的分子筛，以离子 命名如NaA (钠A)型、KA (钾A)型、CaA (钙A) 型，商业上又用4A、3A、5A的牌号来表示。 用相应的天然沸石矿物名称来命名，如M型又 可称为丝光沸石型，Y型又可称为八面拂石型； 当合成分子筛中Si和Al被其他原子取代时，就 用取代原子命名，如P-L型就是磷原子取代了L 型沸石分子筛中的部分Si。
气态碱吸附法：NH3，吡啶等 当气态碱分子吸附在固体酸中心上时，吸附 在强酸中心上的比在弱酸中心上稳定，也更 缺点：不能区分B酸和L酸各自的强度 难脱附。当升温排气脱附时，吸附弱的碱首 先排出，故根据不同温度下排出的碱量，可 以给出酸强度和酸量。
酸量：固体表面上的酸量，通常表示为单位重 量或单位表面积上酸位的毫摩尔数，即m mol/wt或m mol/m2。酸量也叫酸度，指酸的浓 将催化剂放入苯中，再滴入几滴指示剂二甲基 度。
固体超强酸和超强碱：
固体酸的强度若超过100%硫酸的强度，则称之 为超强酸。因为100%硫酸的酸强度用Hammett酸强 度函数表示时为H0 =－11.9，故固体酸强度H0 ≤－11.9 者谓之固体超强酸或超酸。 固体超强碱是指它的碱强度用碱强度函数H0表示高 于+26者。固体超强碱多为碱土金属氧化物，或碱土 金属与碱金属的复合氧化物。 －
1)均相酸碱催化
液相酸碱催化反应是均相催化的重要组 成部分，象水解、水合、脱水、缩合、 酯化、重排等反应，有很广泛的应用。 例如：
3. 固体酸碱的催化作用
均相酸碱催化反应的一般特点是：以离子型机 理进行，反应速度很快，不需要很长的活化时 间。
分子筛催化剂的解析
分子筛催化剂的解析分子筛（又称合成沸石）是一种硅铝酸盐多微孔晶体，它是由 SiO4和AlO4四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。
沸石分子筛是一类由硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子相互连接成骨架结构、并具有均匀晶内孔道的晶态微孔材料。
通常，天然的和人工合成的沸石分子筛指的是硅铝酸盐。
1 分子筛的应用领域沸石分子筛不仅可应用于催化、吸附、分离等过程，还可用于微激光器、非线性光学材料及纳米器件等新兴领域，并在药物化学、精细化工和石油化工等领域有着广阔的应用前景。
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。
3A分子筛用途：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。
4A分子筛用途：空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥；氩气的制取和净化；药品包装、电子元件和易变质物质的静态干燥；油漆、燃料、涂料中作为脱水剂。
5A分子筛用途：变压吸附；空气净化脱水和二氧化碳。
13X分子筛用途：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。
改性分子筛可用于有机反应的催化剂和吸附剂。
分子筛及其催化作用
分子筛中L酸中心 的形成
酸量与焙烧温度的关系
用吡啶作碱性物 质，配位于质子 酸部位产生1545 cm－1特征吸收频 率，配位于L酸中 心产生1450 cm－ 1特征吸收频率。 利用红外吸收带 的强度作为酸量 的度量。
AlPO在结构上具有Y型和ZSM型分子筛的优点， 例如AlPO-5分子筛既有ZSM型分子筛的直孔道 特性，又有Y型分子筛大孔(十二元环)的特性。 合成时加入了适量的硅，使骨架结构中包含三 元氧化物，SAPO型分子筛。这样既保持了原 有的结构特点，又增加了电荷和酸性的调变性。 A1PO-5对异丙苯裂解和邻二甲苯无催化活性， 而SAPO-5对上述反应就有相当好的催化活性。
各种沸石的孔结构与CI值
沸石的CI值与催化特性的关系 （甲醇转化反应〕
新型分子筛 材料
磷铝分子筛(简称AlPO)：
有机胺的存在下经过几十至几百小时的水热 反应，由无定形的磷铝胶体自发结晶成晶态 的微孔分子筛。
中孔分子筛(纳米孔)
MCM-14; SBA-15
新型分子筛 材料
AlPO：有三维骨架结构和相层状结构两种，也 有四面体结构。由于电荷是平衡的，所以无阳 离子及交换特性。在催化性能上无任何优势。
静电场效应
由于多价阳离子在分子筛中的分布不对称，在 分子筛表面的多价阳离子和负电中心之间产生 静电场，这个电场能使吸附的烃类分子极化为 半离子对，具有活化被吸附分子的作用，因而 产生较高的反应能力。
例如，一个Ca2＋取代两个Na＋之后，它不是 占据两个铝氧四面体之间的对称中心位置，而 是比较靠近其中一个铝氧四面体，而远离另一 个。
第四节 分子筛催化剂
第四节分子筛催化剂分子筛是一类结晶型的硅铝酸盐，因其具有均一的微孔结构，能在分子水平上筛分物质而得名。
如4A分子筛微孔的表观直径大约是4.5埃，能吸附和交换直径达4.7埃的分子。
分子筛具有较强的离子交换性能，经氢离子或稀土金属离子交换可制得酸性较强的固体酸，广泛用作催化剂或催化剂载体。
沸石分子筛具有均匀的孔结构，其最小孔道直径为0.3-1.0nm。
孔道的大小主要取决于沸石分子筛的类型。
沸石分子筛对许多酸催化反应具有高活性和异常的选择性。
分子筛无毒无污染、可再生，是一类理想的环境友好催化材料，在石油化工和精细化工中发挥着越来越重要的作用。
一、分子筛的结构1、分子筛的化学组成沸石分子筛是由SiO4或AlO4四面体连接成的三维骨架所构成。
Al或Si原子位于一个四面体的中心，相邻的四面体通过顶角氧原子相连，这样得到的骨架包含了孔、通道、空笼或互通空洞。
沸石分子筛可用下列通式表示：Mx/n[（AlO2）x（SiO2）y]·zH2O其中：M：金属离子；n：M的价数；x/n：金属离子的摩尔数；x：AlO2的摩尔数；y ：SiO2的摩尔数；z：水的的摩尔数；[（AlO2）x（SiO2）y]为晶胞单元。
化合价为n 的金属离子的存在是为了保持体系的电中性，因为在晶格中每个AlO4四面体带有一个负电荷。
各种分子筛的区别，首先是化学组成的不同。
M的不同：Na, K, Li, Mg等金属离子，有机胺或复合离子硅铝摩尔比的不同：沸石A、X、Y和丝光沸石的硅铝分别为：1.5~2、2.1~3.0、3.1~6.0和9~8。
当化学式中的x数值不同时，分子筛的抗酸性、热稳定性以及催化活性等都不相同。
一般而言，x的数值越大，耐酸性和热稳定性越高各种分子筛最根本的区别是晶体结构的不同，因而不同的分子筛具有不同的性质。
2、分子筛的结构单元——四面体分子筛最基本的结构单位是硅氧和铝氧四面体。
因为硅是＋4价、氧是-2价，故（SiO4）四面体可在平面上表示为下图a。
分子筛催化剂的研究与应用
分子筛催化剂的研究与应用分子筛催化剂是当今化学领域中的一个重要的研究方向，它是指具有精细空间网络结构的固体材料，通过其特殊的空间结构和化学功能，可以在化学反应中起到催化作用。
分子筛催化剂广泛应用于石油加工、化学制品、环境保护等领域，是一个非常有前途的研究领域。
一、分子筛催化剂的基本原理分子筛催化剂的催化原理基于它特殊的孔道结构，孔道尺寸与特定反应分子的尺寸相匹配。
当反应分子通过孔道时，会与分子筛中的活性位点发生相互作用，实现催化反应。
因此，作为催化剂，分子筛材料的最重要的性质是大孔度和优秀的比表面积，以及催化位置和反应选择性。
二、分子筛材料的制备分子筛材料的制备需要引入模板分子，它尺寸与孔道相一致，可以帮助形成分子筛结构。
通常使用有机碱或某些有机分子作为模板剂。
分子筛材料的制备方法一般分为两大类：溶胶-凝胶法和晶种法。
其中，溶胶-凝胶法是将硅酸酯、铝酸酯等合成原料与模板分子在水和乙醇中混合，在高温条件下转化为固态材料。
而晶种法则是将已经合成好的分子筛加入合成反应体系中，主要应用于制备特定形式的分子筛。
三、分子筛催化剂的应用与研究分子筛催化剂广泛应用于石油加工、化学制品、环境保护等领域。
在石油化工生产中，分子筛催化剂被广泛用于汽油和柴油加氢、裂化和异构化等过程中；在化学制品生产中，分子筛催化剂被用于合成各种有机分子，如医药、染料和催化剂等；在环境保护方面，分子筛催化剂也有广泛的应用。
例如，NOx催化还原、VOC催化氧化等领域。
在研究方面，分子筛材料不仅被广泛应用于催化反应，而且还成为研究具有新型性质和应用的材料的热点之一。
例如，有人研究了纳米分子筛材料和分子筛/金属有机骨架材料，具有较高的比表面积和催化活性，可以用于制备更高效的催化剂。
另外，还有一些关于分子筛催化剂的新型材料的研究。
研究人员使用不同的合成方法制备了具有不同空间结构、孔径和成分的新型分子筛材料，带来了更多的研究方向。
总之，分子筛催化剂作为一种高效而广泛应用于各种反应的催化剂，在化学领域中发挥着重要的作用。
3.2 分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用ppt课件
O2Si4+ 或 Al3+
注意：T 除 Si 、Al 外，也可是 P、Ti、V 等
（同晶取代杂原子分子筛）
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 T 原子（或 TO4 四面体） 每条边代表一个氧桥 （或 T – O – T 键）
由4个TO4 四面体形成四元环，5个TO4 四面体形成五元环，依此
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
硅铝比：Si / Al 或 SiO2 / Al2O3 的摩尔比
1 低硅 Si / Al 影响分子筛的
2 中硅
5 高硅分子筛
亲油、亲水性能：高硅亲油（对有机分子吸附性强），低硅亲水性 耐酸性、热稳定性 ：Si / Al 耐酸性、热稳定性
几种常见的分子筛
型号
3A
4A 5A 13X
典型化学组成
K64Na32 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O
Na96 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O Ca34Na28 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O Na86 [ (AlO2)86(SiO2)106 ] 264H2O
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
3、笼结构
环通过氧桥连接成三维空间的多面体（笼）
笼
晶穴 晶孔
孔穴
空腔
笼（立方体笼）
05第05章分子筛催化剂及其催化作用
05第05章分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种种类特殊的催化剂，它具有高度有序的孔道结构和表面活性位点，能够高效催化各种化学反应。
分子筛催化剂在石油化工、化学制品合成和环境保护等领域有广泛的应用。
本章将介绍分子筛催化剂的结构特点及其在催化反应中所起的作用。
分子筛催化剂是由硅氧骨架结构组成的晶体，具有高度有序的孔道结构。
这些孔道可以用于储存各种分子，且具有大小、形状和极性等方面的选择性。
此外，分子筛催化剂具有丰富的表面活性位点，可以提供化学反应所需的能量。
根据孔道结构的不同，分子筛催化剂可以分为三类：分子筛骨架型催化剂、介孔分子筛催化剂和中孔分子筛催化剂。
分子筛骨架型催化剂是最早应用的一种分子筛催化剂，它具有较小的孔径，通常在0.4-0.8纳米之间，可用于吸附和分离小分子、催化气相反应等。
介孔分子筛催化剂具有较大的孔径，可达到几纳米到几十纳米，可应用于催化液相反应、吸附大分子等。
中孔分子筛催化剂具有介于分子筛骨架型催化剂和介孔分子筛催化剂之间的孔径大小，具有较大的比表面积和较高的稳定性。
分子筛催化剂的催化作用主要体现在两个方面：吸附作用和活性作用。
首先，分子筛催化剂具有很高的吸附能力，可以吸附在其孔道内的物质，使反应物在催化剂表面得到定向吸附，从而提高反应的选择性。
其次，分子筛催化剂表面的活性位点具有较高的能垒，可以提供催化反应所需的能量，降低反应的活化能，从而促进反应的发生。
此外，分子筛催化剂还具有较高的热稳定性和机械强度，可用于高温和高压条件下的催化反应。
分子筛催化剂在许多催化反应中都有重要的应用。
例如，分子筛骨架型催化剂可用于乙烯和甲醇的合成反应，以及苯和丙烯的环化反应。
介孔分子筛催化剂可用于催化液相氧化反应，例如苯酚的氧化和脂肪醇的部分氧化。
中孔分子筛催化剂可用于催化液相裂解反应，例如脂肪酸的裂解和生物质的转化。
总之，分子筛催化剂是一种具有高度有序孔道结构和表面活性位点的催化剂。
它能够高效催化各种化学反应，提高反应的选择性和活性。
分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种特殊的多孔材料，具有大量的微孔和介孔结构。
它由无机氧化物或有机聚合物通过水热合成或溶胶凝胶法得到。
分子筛催化剂通常用于催化汽车尾气净化、石油炼制以及化工生产等领域。
本文将详细介绍分子筛催化剂的种类和催化作用。
首先，根据中心原子的类型，分子筛催化剂可以分为铝硅分子筛、钛硅分子筛、锡硅分子筛、锗硅分子筛等。
其中，铝硅分子筛是最常见的一种，由氧化铝和硅酸盐结合而成。
铝硅分子筛具有很高的比表面积和孔容，可以提供丰富的催化活性点和通道结构，因此被广泛用于催化剂制备领域。
根据孔道尺寸和形状的不同，分子筛催化剂可以分为分子筛A、分子筛X、分子筛Y、ZSM-5等。
分子筛A是一种六方晶系的微孔催化剂，具有较大的孔道直径（约为0.4纳米），广泛应用于干燥、脱水和分离等工艺。
分子筛X和Y是两种多孔晶体，具有较小的孔道直径（约为0.9纳米），可以用作干燥剂、吸附剂和催化剂。
ZSM-5是一种高硅铝比的中孔分子筛，具有较窄的孔道直径（约为0.5纳米），广泛用于催化裂化、异构化和芳烃转化等反应。
分子筛催化剂主要通过吸附作用和酸碱性质来催化化学反应。
吸附作用是指分子筛催化剂表面对反应物分子的吸附能力。
由于分子筛催化剂具有大量的微孔和介孔结构，可以吸附大量的反应物分子，增加反应物分子与催化剂表面的接触面积，从而提高反应速率。
另外，分子筛催化剂还具有特殊的酸碱性质。
酸性分子筛催化剂通常由酸性中心原子如铝或硅构成，可以吸附碱性分子，使其发生化学反应。
碱性分子筛催化剂则是由碱性中心原子如锡、钠等构成，可以吸附酸性分子，促进其发生反应。
酸性和碱性的反应通常发生在分子筛催化剂表面的活性点上，例如孔道入口、酸性和碱性中心等位置。
分子筛催化剂具有广泛的应用领域。
在汽车尾气净化中，铝硅分子筛可以去除尾气中的氮氧化物和碳氢化合物，减少空气污染。
在石油炼制中，ZSM-5可以将碳氢化合物转化为高附加值的烃类产品，提高能源利用效率。
04章1固体酸碱催化剂及其催化作用
碱型色
酸型色
一个pKa较小（如－12）的指示剂加入固体酸中，不出
现共轭酸型色，说明该固体酸强度H0>pKa,酸强度小， 需要更换指示剂测量。
注意：
指示剂有 不同名称
二肉桂醛缩丙 酮（别名：1， 9二苯基壬四 烯酮；二苯基 壬四烯酮，二 肉桂叉丙酮， 双亚肉桂基丙 酮，学名＝二 肉桂醛缩丙酮）
固体表面酸强度和酸量测定 酸强度是指给出质子的能力(B酸强度)或者接受电子对
的能力(L酸强度)。酸强度表示酸与碱作用的强弱，是 一个相对量。 用碱性气体从固体酸脱附的活化能、脱附温度、碱性 指示剂与固体酸作用的颜色等都可以表示酸的强度。 通常用酸强度函数Ho表示固体酸强度，Ho也称为 Hammett函数。酸浓度的负对数值：－lg[H]
酸碱中心的形成与结构 例B：SiO2为主成分
氧化物负电荷过剩，显示B酸性（吸附H+)
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
固体酸碱催化作用 酸位性质与催化作用
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
固体酸碱催化作用 酸强度与选择性有关
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
第一节、酸碱催化剂的应用及其作用
苯酚可在酸性SiO2—A12O3上吸附，也可在碱性MgO上 吸附，而且也可在ZrO2上吸附。且其脱附温度高于在 MgO或SiO2—Al2O3上的脱附温度。显然，苯酚在ZrO2上 吸附最强，在SiO2一Al2O3上最弱，在MgO上吸附中等。 这就说明ZrO2有典型的双功能催化作用。
3.【酸碱电子理论】G.N.Lewis定义（L酸碱） (1)所谓酸，乃是电子对的受体。如BF3 (2)所谓碱，则是电子对的供体。如NH3
第章分子筛催化剂及其催化作用
0.8
0.41
12
8
0.09
0.23
0.17
0.23
AlPO4 - 33
介孔分子筛
1992年Mobil公司的科学家首次报道合成了MCM41系列介孔分子筛， 它们具有规整有序的孔道结构，比表面积大，孔径可以在1.5～10nm之 间可调。这一报道立即引起国际学术界的重视，从此掀起介孔材料研究的 热潮
β笼（方钠石笼）－削角八面体：方钠石的主晶穴
Hale Waihona Puke 可以看作为在离八面体每个顶角 1/3处削去六个角而形 成的。
晶穴、晶孔和孔道
β笼（方钠石笼sodalite cage）－方钠石的主晶穴
由6个四元环、8个六元环组成的14面体，有24个顶点 (即24个硅铝原子)。 笼的有效直径为6.6Å，空腔体积160Å3，最大孔口为六 圆环，其孔口最大直径2.8Å，只允许NH3、H2O等尺寸 较小的分子进入.
γ笼
六方棱柱笼
八角棱柱笼
晶穴、晶孔和孔道
晶穴：沸石分子筛的各种笼叫做晶穴。 主晶穴：沸石中有效体积最大的叫主晶穴. 晶孔：晶穴与外部或者晶穴之间互相联通的部位. 主晶孔：开孔直径最大的晶孔叫主晶孔. 孔道：由晶穴和晶孔构成的通道. 主孔道：主晶穴和主晶孔构成的通道.
晶穴、晶孔和孔道
Na+在单胞中分布在三种(或者说5种）位置：SI、SII、SIII
名称
结构中的位置
S1(SI) — 六方柱笼体中心，每个晶胞有16个位置. S2(SI´)－笼中，距六方柱笼的六元环中心约1Å处，有32个位置. S3(SII) —笼中,距八面沸石笼中的六元环中心约1Å处,有32个 位置 。 S4(SII ´) －八面沸石笼中,距S3所指六元环中心约1Å处,有32个 位置 。 S5(SⅤ) －十二元环的中心（只有在水合情况下）， 有16个位置。 U－ 笼的中心， 有8个位置。 SIII －(1)八面沸石中靠近 笼连接的四元环上，每个晶胞有48个位置 (2)广义指八面沸石笼壁附近，每个晶胞有48个位置
[理学]第4章 分子筛及其催化作用
![[理学]第4章 分子筛及其催化作用](https://img.taocdn.com/s3/m/c42deaafa0116c175e0e481c.png)
+
O
O
L酸中心
表面酸性的作用
质子酸的存在，就是引起催化裂化、烯烃聚 合、芳烃烷基化和醇类脱水等正碳离子反应 的活性中心。
但是在室温条件下，观察不到游离H＋的红外 谱带，这是由于质子和骨架中的氧相互作用 形成了羟基。
表面羟基的转化
式中 (I) 表示质子完全 离子化的；(II)表示处 于极化状态的过渡态； (III) 表示已形成羟基。
分子筛酸位的形成
氢型分子筛上的羟基显酸性中心 一般的分子筛不采用强酸酸化，而是通过离子 交换成为NH4+型分子筛。
NH4+型分子筛加热脱氨即可变成H＋分子筛， 由于氨的逸出在骨架中的铝氧四面体上就留下 一个质子酸，这是B酸的来源。 继续加热（>500℃），脱水形成L酸位中心
O Si O
沸石分子筛的催化作用特点
择形催化
离子可交换特性 表面酸碱性质 静电场效应
分子筛的表面酸碱特性
固体表面的酸碱性是涉及催化性能的本质所 在。像硅酸铝一样，沸石分子筛在催化中的 最初应用几乎全是利用其表面的酸性质。
实验事实证实沸石分子筛的固体酸性表面与 沸石分子筛类型、阳离子性质等有关。 分子筛酸位？形成
从广义来讲，沸石分子筛的择形作用，包括骨架整体结构对催化 反应中涉及分子的选择性作用，都是位阻效应。沸石分子筛这种 独特的位阻效应在催化反应中的作用是举足轻重的。但是我们也
要认识到，位阻效应不是孤立存在的，分子筛上原子、分子的热 振动、反应物分子的活动性等都可能对位阻或择形造成影响。
沸石分子筛的催化作用特点
从研究这一平衡关系
得知，升高温度、提 高硅铝比(或交换多价 阳离子)等可使平衡向 左移动，从而提高酸 性或酸强度。
分子筛催化剂及其催化作用
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第二节 分子筛催化剂及其催化作用
概述 石： 自然界存在的类似粘土的硅铝酸盐 石特点： 白色（通常）[ 浅粉、棕红、黄色或绿色 ] 玻璃光泽，粒度 0.5～10 µm 硬度：中等（3 ～ 5） [ 金刚石？ ] 比重：2.0～2.5
由SiO4和AlO4四面体骨架共享氧原子而交联， 形成多孔骨架结构 孔道大小均一 无毒无味，无腐蚀性 不溶于水和有机溶剂，溶于强酸、强碱 沸石中由于AlO4四面体有过剩负电荷，由Na+ 、 K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+离子中和 沸石的孔有效直径由这些正离子大小和所在晶格 的位置决定
八十年代 —— AlPO4磷酸铝分子筛 第三代新型分子筛 在原有的Si、Al分子筛基础上又引入P元素 已超过二百种骨架，二十四种不同结构（已鉴定出） 性能特点： 为强吸水性，超过碳氢化合物 做载体 与加氢组分一起使用，有利于重质油的深加工
5、九十年代以来
ALPO4系列的开发及应用领域的研究 现有分子筛催化剂进一步改性 抗中毒、择型、抗磨损、防结焦、耐高温 引入更多金属助剂，使其使用性能更广 改进Cat，使其在石化行业有更高的选择性、活性 开辟新的使用领域等
4、类
立体笼形结构：菱沸石、方沸石 层状结构：片沸石 纤维状结构：钠 沸石、钙沸石
3、石存在形式
喷出岩、沉积岩、变质岩、热液矿床、近代温 泉沉积中 目前发现四十多种
人工合成结晶的硅铝酸盐。已有一百多种 化学组成 M x/n [ (AlO2)x(SiO2)y ] zH2O M — 金属阳离子（人工合成分子筛一般为 Na+） n — 金属阳离子价数 x — 铝氧四面体的数目 y — 硅氧四面体的数目 z — 水合水分子数
工业催化3.1 3.2 固体酸(碱)及分子筛催化剂及其催化作用
7.2 杂多酸催化剂的催化性能
（1）酸性
杂多酸阴离子的体积大，对称性好，电荷密度低，因而 表现出比传统无机含氧酸（H2SO4、H3PO4等）更强的B酸 性。传统杂多酸的酸性顺序为：
7.4杂多酸的一些催化应用示例
1、采用杂多酸H6P2W18O62将甲醇或乙醇和异丁烯醚化，制 得配方汽油中需添加的含氧组分甲基叔丁基醚 （MTBE）和乙基叔丁基醚（ETBE）。
2、采用杂多酸浓溶液作为催化剂使丙烯、丁烯、异丁烯 水合制取异丙醇、丁醇和叔丁醇的过程均已工业化。 取代了常用的负载磷酸工业催化剂。
包括粒子大小、 孔结构等。
而配位阳离子的电荷、半径、电负性的不同对杂多化合物的酸性和氧化还原性 都有影响，因此可以据此来调节杂多化合物的催化活性和选择性。
无论是在水溶液还是固态物，其均具有确 定的分子结构，它们是由中心配位杂原子形成 的四面体和多酸配位基团所形成的八面体通过 氧桥连接成的笼状大分子，具有类似沸石的笼 状结构。
3、杂多酸催化剂成功工业化的还有甲基丙烯醛氧化为甲 基丙烯酸反应。
（红外光谱介绍参看教材12.4.1内容）
例：吡啶吸附于吸附剂上的红外光谱分析
1450cm-1; 1490cm-1; 1610cm-1 (吡啶配位键合于L 酸位上)
1540cm-1 （吡啶正离子的特 征峰）
2. 固体酸强度和酸量
2.1 固体酸强度 是指给出质子（B酸）和接受电子对（L酸）的能
力。酸强度用 Hammett 函数H0 表示。 H0 越小，酸强度越强； H0 越大，酸强度越弱。
分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用分子筛是一种类似于海绵结构的多孔固体材料，其内部具有高度有序的孔道网络。
这种孔道网络可以选择性地吸附、分离和催化分子。
因此，分子筛被广泛应用于催化反应中，用作催化剂。
本文将介绍分子筛催化剂及其催化作用的相关知识。
一、分子筛催化剂的种类分子筛是一类非常多样化的催化剂，具有多种不同的结构和成分。
其中最常见的分子筛催化剂包括:1.沸石型分子筛:沸石型分子筛由硅酸和铝酸盐组成，其骨架结构中含有沸石骨架，并具有球状、柱状和片状等不同的形貌。
沸石型分子筛广泛应用于催化裂化反应、异构化反应和甲醇转化等。
2.硅铝酸型分子筛:硅铝酸型分子筛是一种由硅酸盐和铝酸盐组成的分子筛，其骨架结构中含有正电荷和负电荷。
硅铝酸型分子筛具有很强的酸性，广泛应用于酸催化反应，如异构化反应和酸醇缩合反应。
3.中孔分子筛:中孔分子筛具有较大的孔道尺寸和较高的孔道体积，能够容纳较大的分子。
中孔分子筛在液相催化反应中具有较好的扩散性能，广泛应用于液态和气液两相催化反应。
4.无机有机复合型分子筛:无机有机复合型分子筛是一种由有机柔性基团与无机硅铝酸型分子筛结合而成的材料。
它既具有无机分子筛的高孔隙度和较大的孔径，又具有有机基团的柔性和机械强度。
无机有机复合型分子筛在催化反应中具有较好的选择性和活性。
二、分子筛催化剂的催化作用1.吸附作用:分子筛催化剂能够通过吸附选择性地去除废气中的杂质，例如吸附焦炭和硫化物等。
此外，分子筛催化剂还能够通过吸附分子实现分离和浓缩。
2.选择透过作用:分子筛催化剂的孔道大小和形状可以选择性地透过一些小分子，而阻隔大分子的传输。
这种选择透过作用可用于鉴别和分离不同的分子。
3.催化反应:分子筛催化剂能够通过其酸碱性和孔道结构催化各种化学反应。
酸性分子筛催化剂通常用于异构化、缩合和酯化等酸催化反应。
碱性分子筛催化剂通常用于酸碱中和、氧化还原和碳酸化反应等。
此外，由于分子筛具有较大的比表面积和孔隙度，它还能够提供很大的反应界面，加速反应速率。
04章2分子筛催化剂及其催化作用
04章2分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种具有有序孔道结构的固体材料，其内部结构由氧化硅(SiO2)或氧化铝(Al2O3)组成。
分子筛的孔道大小可以通过改变模板剂的类型和浓度来调控，从而使其具有不同的选择性和活性。
催化剂是一种可以加速化学反应速率的物质。
在化学工业生产中，催化剂被广泛应用于各种反应，例如石油加工、气体和液体催化裂化、甲烷转化等。
分子筛催化剂因其具有孔道结构，不仅具有高选择性和高催化活性，还可以控制反应分子在催化剂表面的吸附和扩散，从而实现对分子间相互作用的调控。
分子筛催化剂主要通过以下方式参与催化反应：1.吸附与解离：分子筛表面的活性位点能够吸附反应物分子，并发生解离。
分子筛的孔道结构可以选择性地吸附特定大小和形状的分子，从而实现对反应物的选择性吸附。
2.扩散：分子筛内部的孔道结构可以促进溶质分子在催化剂内部的扩散。
分子筛的孔道大小可以调控，从而可以控制反应物在催化剂内的扩散速率，影响反应的速率和选择性。
3.催化反应：吸附在分子筛表面的反应物分子可以发生化学反应，生成产物。
分子筛的孔道结构可以提供局部的高浓度环境，促进反应物分子之间的相互作用，从而加速反应速率。
分子筛催化剂可以应用于多种反应中，例如酸碱催化、氧化还原反应、分子转移反应等。
其中，酸碱催化是分子筛催化剂的主要应用领域之一在酸催化反应中，分子筛催化剂表面的酸性位点能够吸附反应物分子，并参与化学反应。
例如，分子筛H-ZSM-5可以用于甲烷转化为较高碳数烃的反应。
在该反应中，酸性位点可以将甲烷分子吸附并发生解离，生成碳正离子，然后再与其他甲烷分子发生反应，生成较高碳数的烃。
在氧化还原反应中，分子筛催化剂可以通过提供氧化剂或还原剂等参与反应。
例如，在催化转化废水中有机物的反应中，分子筛催化剂可以将有机物氧化为二氧化碳和水，从而减少有机物的排放。
此外，分子筛催化剂的孔道结构还可以用作反应的模板。
通过调控孔道大小和形状，可以实现对产物的选择性合成。
分子筛在化学反应中的催化作用
分子筛在化学反应中的催化作用化学反应是物质转化的过程，而催化剂则是加速反应速率的重要因素之一。
在催化剂中，分子筛作为一种重要的催化剂材料，具有广泛的应用前景。
本文将探讨分子筛在化学反应中的催化作用，以及其在不同领域中的应用。
一、分子筛的基本特性分子筛是一种具有有序孔道结构的晶体材料，其骨架由硅氧四面体或者铝氧四面体构成。
分子筛的孔道大小和形状可以通过合成过程来调控，从而使其具有不同的催化性能。
分子筛具有高度的热稳定性和化学稳定性，能够在高温和强酸碱条件下保持结构的完整性，这使得其在催化反应中具有优势。
二、分子筛的催化机理分子筛的催化作用主要体现在其孔道结构中。
分子筛的孔道大小和形状可以选择性地吸附和限制反应物子分子的进入，从而提高反应物的浓度，促进反应的进行。
此外，分子筛表面的活性位点也能够与反应物发生作用，降低反应的活化能，加速反应速率。
三、分子筛在石油化工领域的应用在石油化工领域，分子筛作为催化剂广泛应用于催化裂化、异构化、烷基化等反应中。
例如，分子筛催化裂化能够将重质石油馏分转化为轻质产品，提高石油资源的利用效率。
此外，分子筛催化异构化可以将直链烷烃转化为支链烷烃，提高汽油的辛烷值，增加汽车引擎的功率。
四、分子筛在环境保护领域的应用分子筛在环境保护领域也有广泛的应用。
例如，分子筛催化氧化能够将有害气体如二氧化硫、氮氧化物等转化为无害的物质，减少大气污染。
此外，分子筛还可以用于水处理中，去除水中的重金属离子和有机污染物，提高水质的净化效果。
五、分子筛在有机合成领域的应用分子筛在有机合成领域也有重要的应用。
例如，分子筛催化剂可以在温和条件下实现烯烃的选择性氧化，将烯烃转化为醛、酮等有机化合物。
此外，分子筛还可以用于有机反应的分离和纯化，提高产物的纯度和收率。
六、分子筛的发展趋势随着科技的进步和需求的增加，分子筛的研究和应用也在不断发展。
未来，分子筛的合成方法和结构调控技术将进一步完善，以满足不同反应的需求。
分子筛催化剂及其作用机理
分子筛催化剂及其作用机理1.分子筛的概念2.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3.Mx/n[(AlO2)x·(SiO2)y] ·ZH2O4.式中M是金属阳离子，n是它的价数，x是AlO2的分子数，y是SiO2分子数，Z是水分子数，因为AlO2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。
5.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。
6. 2.分子筛的结构特征7.（1）四个方面、三种层次：8.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。
9.（2）分子筛的笼：10.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，空腔体积为760[Å]3。
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第四章分子筛催化剂及其催化作用本章主要内容：分子筛的结构分子筛晶胞化学组成表示方法分子筛的几级结构层次几种常见沸石分子筛的结构分子筛催化剂的催化性能与调变分子筛酸中心的形成与酸催化反应分子筛催化剂的择形催化性质分子筛催化剂的其它类型催化反应(双功能催化反应和氧化反应等)引言一类具有均匀孔隙(道)结构的结晶性材料。
孔道尺寸与分子直径大小相当，能在分子水平上筛分物质，又称为分子筛。
分子筛结构中含有大量的结晶出0分子，加热时可汽化除去，分子筛又称为沸石。
通常自然界存在的常称为沸石，人工合成的常称为分子筛，有时也称为沸石分子筛。
硅铝酸盐分子筛晶胞化学组成表示式分子筛多为结晶硅铝酸盐，其晶胞化学组成式可表示为：M 2/n O <AbO3 *xSiO2 * yH20式中，M-金属阳离子，女口Na+、K+、Ca2^，人工合成时通常为Na+。
分子筛结构中Si和Al的价数不同，造成的电荷不平衡必须由金属阳离子来平衡。
n为金属阳离子的价数，若n=1，M的原子数=Al原子数；n=2时，M原子数为Al原子数的一半。
x为SiO2的分子数，也可称Si02/Al203的摩尔比，俗称硅铝比；硅铝比是分子筛的一个重要指标，硅铝比不同，分子筛的性质也不同。
y为结构中结晶H2O分子数目。
分子筛的晶胞化学组成式也可用下式表示M p/n[(AI02)p (SiO2)q] y H20式中p为铝氧四面体的数目，q为硅氧四面体的数目。
每个铝原子和硅原子平均都有两个氧原子。
常用的沸石分子筛类型已发现天然沸石有40多种，人工合成的沸石分子筛已达200多种。
常用到的沸石分子筛类型有方钠型沸石，如A型分子筛八面型沸石，如X-型、丫型分子筛丝光型沸石高硅型沸石，如ZSM-5等由于分子筛在各种不同反应中，能提供很高的活性和不同寻常的选择性，在炼油和石油化工中，分子筛催化剂占有重要地位。
各种分子筛名称的由来起初分子筛没有系统命名规则。
有用研究者第一次发表提出的一个或者几个字母来命名。
女口A、X、Y型、ZSM (zeolites Synthesized by Mobil )系列+阿拉伯数字来命名，如ZSM-5, ZSM-11 等，VPI-5(Virginia Polytchnic Institute no.5)等。
有用离子交换法制得不同型号的分子筛，以离子命名如NaA (钠A)型、KA (钾A)型、CaA钙A)型，商业上又用4A、3A、5A的牌号来表示。
有用相应天然沸石矿物名称来命名，如M型又可称为丝光沸石型，Y型又可称为八面沸石型。
国际分子筛学会的系统命名为了系统命名，国际分子筛学会( International Zeolite Association)按IUPAC发展的用三个字母来表示每一特定分子筛结构类型如：MFI(ZSM-5), MEL(ZSM-11),BEA(Beta), FAU等/databases (分子筛结构数据库)所有已公开的分子筛的结构数据都可查，数据丰富骨架结构(Framework)；组成(Composition );晶体学数据(空间群Space Group，晶胞参数Cell parameters)；X-射线粉末衍射数据(XRD Powder Patterns)；结构相关的其它物质(Related Materials)；等等分子筛的结构构型分子筛的第一结构层次-TO4四面体构成分子筛骨架结构的最基本单元是TO4四面体，四面体的中心原子T (T=S k Al、P、Ga、B Ti、Fe、V等元素)，TO4四面体通过氧桥相互连接。
硅铝酸盐分子筛骨架结构的基本单元是硅氧四面体和铝氧四面体；磷酸铝分子筛的基本单元是磷氧四面体和铝氧四面体。
TO4四面体单元TO4四面体没有通过氧桥与另外的TO4四面体连接称Q0；TO4四面体通过氧桥与另外一TO4四面体相连接称Q1；TO4四面体通过氧桥与另外两TO4四面体相互连接称Q2；TO4四面体通过氧桥与另外三TO4四面体相互连接称Q3；TO4四面体通过氧桥与另外四个TC4四面体相互连接称Q4。
分子筛的第二结构层次-多元环分子筛的第二结构层次：---多元氧环TC4四面体通过共享氧原子按不同方式连接组成多元氧环由四个四面体连接形成的环叫四元氧环；五个四面体连接形成的环叫五元氧环；依此类推还有六元氧环、八元氧环和十二元氧环等各种环的临界孔径口o O O4 8 5如果把各种环近似地看成圆形，其直径称为孔径，那么各种环的孔径如下：各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体，也有称为空腔。
有时又称为笼。
笼有多种多样，如六方柱笼、立方体()笼、笼、I;-"笼、八面沸石笼等。
0325由笼再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。
笼结构特征©笼：由六个四兀环组成，又叫立方体笼。
六方柱笼：由六个四元环和两个六元环组成■-笼结构特征'■笼可以看作为在离八面体每个顶角 个四元环。
原来八个三角面变成六元环，顶点成了 ■-笼进一步连接构成 A 型、X 型和Y 型分子筛。
以1笼为结构单元，将 1笼置于立方体的 8个顶点上，相互之间以四元环通过立方体笼连 接起来，而形成的一个更大的笼叫 :-笼。
8个［笼和12个 笼联结而成，并形成一个新的更大的笼叫:笼。
「笼总共由12个四元环、8个六元环和6个八元环组成的26面体。
分子筛的四种结构层次总结T04多元环笼分子筛A 型分子筛的晶体结构将［笼置于立方体的8个顶点上，相互之间以四元环通过立方体笼连接起来， 就得到A型分子筛的晶体结构。
A 型分子筛是8个1笼和12个 笼联结而成，并形成一个新的更大的笼叫:笼。
它是A 型分子筛的主晶穴。
鳥笼与鳥笼之间通过八元环互相连同，其直径约为 0.4 nm ，故称4A 分子筛。
A 型分子筛的晶胞化学组成式名 称化学式3玄型沸行4山型棉石 隔id •馄0•為心严.5巴0 SA 熨橋石 0.66QO'01/3处削去六个角而形成的。
在削去顶角的地方形成六24个（即24个硅铝原子）。
2SiOd .AIO A弗沖ELIK 第二姑构屋秋□当A 型分子筛中的 Na +有 70%以上被Ca 2+交换，八元环的孔径增至为 0.5 nm ，称5A 分子筛。
当A 型分子筛中的Na+有70%以上被K +交换，八元环的孔径减小为 0.3 nm ,称3A 分子筛。
八面沸石与X 和Y 型分子筛八面沸石的名称来自于天然矿物。
人工合成的X 和Y 型分子筛的晶体结构与八面沸石的结构相同。
X 和Y 型分子筛的区别只是硅铝比不同， 通常SiO 2/Al 203摩尔比为2.2~3.0的叫作X 型分子筛；SiO 2/Al 2O 3摩尔比大于3.0的叫作Y 型分子筛。
X 和Y 型分子筛晶胞化学组成式名称几径5m}I3X N 说Q-Al^Ot '2.5SiQ -5.5H}O10X OSCdO 心叫也诙0爷.$也0O.R-0.9 Y0.9-1X 型分子筛的硅铝比( SiO 2/Al 2O 3) : 2.2~3.0 Y 型分子筛的硅铝比( SiO 2/Al 2O 3)大于3.0 X 和Y 型分子筛的晶体结构 X 和Y 型分子筛的结构单元与A 型分子筛相同，也是8个］笼，只是排列方式不同。
在和Y 型分子筛中，一：笼是按金刚石晶体式样排列的，金刚石结构中的每一个碳原子由一个 ［笼代替，相邻的［笼通过六元环以T-O-T 键联结。
一：笼按上述方式联结时围成了一个二十六面体笼，称为八面沸石笼或超笼，直径丝光沸石型分子筛结构特征丝光沸石没有笼，层状结构。
结构中有大量的成对的五元环， 每对五元环通过氧桥联结 在一起，丝光沸石的结构单元；这种结构单元进一步连接形成层；层中的十二元环是丝光沸石的主孔道，0.74 nm ，孔道是一维直通道。
主孔道之间还有八元环孔道。
ZSM 型分子筛ZSM (zeolites Sy nthesized by Mobil )这种分子筛有一个系列，广泛应用的为ZSM-5,与之结构相同的有 ZSM-8和ZSM-11等。
ZSM-5常称为高硅型分子筛， 其硅铝比可高达 50以上，ZSM-8可高达100。
这组分子筛还具有憎水的特性。
ZSM-5晶胞组成：Na n Al n • S b&n • O 192 <16H 2O ,式中n 是晶胞中铝的原于数，可以从 0〜27,典型为3左右。
属于高硅型分子筛还有全硅型的Silicalite-1，结构与ZSM-5 一样；Silicalite-2的结构与ZSM-11 一样。
ZSM 型分子筛结构特征1.8nm ，是八面沸石的主要孔笼。
ZSM型分子筛结构单元与丝光沸石相似，由成对的五元环组成，无笼状空腔，只有通道。
ZSM-5有两组交叉的通道，一种为直通道，窗口呈椭园形（短轴〜0.5 4nm,长轴〜0.7 nm ）, 另一种为之字形呈园形通道，其窗口孔径约为0.55 nm 。
磷酸铝分子筛I960年代发现Y型分子筛；1970年代发现ZSM-5型高硅分子筛；1980年代出现的非硅铝酸盐类型的磷酸铝分子筛被称为第三代分子筛）。
有大孔的AIPO-5 （0.7~0.8nm），中孔的AIPO-11 （0.6nm）,小孔的AIPO-34 （0.4nm）等。
AIPO-n的骨架是电中性的，没有离子交换能力。
MAPO-n系列及SAPO系列是含其它杂原子的分子筛，具有离子交换能力。
1988年首次合成了具有十八元环的VPI-5分子筛，孔径达1.3 nm,实现了超大孔分子筛的合成。
AIPO-5和VPI-5的骨架结构分子筛的孔道各种二级结构单元按照不同的排列方式拼搭，构成了不同的分子筛骨架结构。
二级结构单元在组合过程中，往往能围更大孔笼。
每个孔笼又通过多元环窗口与其它孔笼相通，在分子筛晶体内部形成了许多通道，称之为孔道。
分子筛孔道的维数、大小和形状孔道的维数：可以是一维的、二维的或三维的；例如，L型沸石和ZSM-23型沸石具有一维孔道；丝光沸石具有二维孔道；A型沸石、八面沸石、ZSM-5型沸石具有三维孔道，（在三维空间都能相通的）。
孔径大小：分子筛可分为小孔、中孔、大孔和超大孔，它们的窗口分别由8、10、12和大于12个TO4四面体联结而成。
孔道的形状：分子筛的孔道有直形孔道和笼装（呈葫芦状）孔道两种。
沸石分子筛的催化性能与调变沸石分子筛的性质特点分子筛具有明确的孔腔分布；极高的内表面积（可达600 m2/g）；多为结晶性物质，热稳定性好；催化反应在分子筛孔道内进行。
分子筛的离子交换特性分子筛结构中Si和Al的价数不一样，造成的电荷不平衡，由金属阳离子来平衡的。
合成分子筛时引入的平衡阳离子是钠离子，钠离子可以被其他金属阳离子交换下来。
离子交换的例子：NaY+NH4ci ^NHkY+NaCI加热脱氨即可变成HY分子筛NH4Y > HY+NH3 通过控制离子交换的程度，调节分子筛表面酸度离子交换中常用的几个概念离子交换度（又称交换度）：指交换下来的钠离子占分子筛中原有钠离子的百分数交换容量：定义为100g分子筛可以交换的阳离子摩尔数残钠量：指交换后在分子筛中尚存的钠含量离子交换特性的应用利用分子筛的离子交换特性制备高分散的负载型金属催化剂：将金属离子直接交换到分子筛上，再将交换上去的金属离子还原为金属。