高考化学素材分子筛简介

分子筛简介

展望国际催化新材料导向性基础研究和开拓,新型分子筛催化剂的发现和制造,极有希望引领更新一代绿色石化工艺的出现。1992年美国Mobil公司的研究者,首次合成了M-41S系列硅基介孔子筛,揭开了分子筛应用研究的新纪元。从分子筛的发展过程看,主要经历了传统沸石、中孔材料和复合分子筛3个阶段。分子筛的快速发展,带来了分子筛结构的多样化,出现了许多改性新品种以及性质的多样性,这些都为新型材料,化工新产品的开发,新型化工工艺流程的建立、研究和应用提供了丰富的内容,并展现出了广阔而璀璨的应用前景。

1.分子筛的一般特性

按照传统定义,分子筛是具有均一结构,能将不同大小分子分离或选择性反应的固体吸附剂或催化剂。它是一种结晶型的硅铝酸盐,有天然及合成2种,基本可分为A、X、Y、M和ZSM几种型号,研究者常把它归属固体酸一类。狭义讲,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,形成尺寸大小为0.3～2.9nm的孔道和空隙体系,从而具有筛分分子的特性。随着研究的深入,发现分子筛的骨架硅或铝也可由B、Ga 、Fe 、Cr 、Ge 、Ti 、V、Mn、Co 、Zn、Be 、Cu 等原子取代,其孔径和孔腔也可达到2 nm以上。因此分子筛按骨架元素组成, 又可分为AlPO4、MeAPO、SAPO、MeAPSSO四类;按孔道大小划分,分别有小于2 nm、2～50 nm和大于50 nm的分子筛,它们分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。截止2005 年2月,据国际分子筛协会统计,已经确认结构的微孔分子筛已达到169 余种,其酸强度能满足不同的酸催化反应的活性要求;比表面积大,孔分布均匀,孔径可调变,对反应物和产物有良好的形状选择;结构稳定,机械强度高,可耐高温(400～600℃),热稳定性很好,活化再生后可重复使