沸石分子筛
沸石分子筛吸附
沸石分子筛吸附1. 引言沸石分子筛是一种具有微孔结构的天然或合成矿物，由于其独特的孔隙结构和化学性质，广泛应用于吸附分离、催化反应和离子交换等领域。
本文将详细介绍沸石分子筛吸附的原理、应用和优势。
2. 原理沸石分子筛是一种多孔材料，其结构由硅氧四面体和铝氧六面体组成的三维网络构成。
沸石分子筛的孔隙大小可以根据应用需求进行调控，通常在纳米尺度范围内。
这种孔隙结构使得沸石分子筛具有较大的比表面积和高度的孔隙容积，有利于吸附分子。
沸石分子筛的吸附原理是通过孔道中的静电作用、范德华力和电子云效应等相互作用力，将目标物质吸附在其表面。
静电作用是指沸石分子筛表面带有正负电荷，与目标物质之间的电荷相互作用。
范德华力是指沸石分子筛表面的分子与目标物质之间的非共价作用力。
电子云效应是指目标物质中的电子云与沸石分子筛孔道中的电子云之间的相互作用。
3. 应用3.1 吸附分离沸石分子筛在吸附分离领域有广泛应用。
由于其孔隙结构的可调控性，可以选择性地吸附分离不同大小、形状和极性的分子。
例如，沸石分子筛可以用于去除有机溶剂中的水分、去除废气中的有害物质、分离石油中的杂质等。
3.2 催化反应沸石分子筛也被广泛应用于催化反应中。
其孔隙结构可以提供大量的活性位点，促进反应物分子的吸附和反应发生。
沸石分子筛还可以调节反应物分子的扩散速率，提高反应的选择性和效率。
例如，沸石分子筛可以用于催化裂化、催化重整、催化氧化等反应。
3.3 离子交换由于沸石分子筛具有高度的孔隙容积和可调控的孔隙大小，可用于离子交换。
沸石分子筛表面带有正负电荷，可以吸附和释放离子。
通过调节沸石分子筛的孔隙结构和表面电荷，可以实现对特定离子的选择性吸附和分离。
离子交换广泛应用于水处理、废水处理、离子分离等领域。
4. 优势沸石分子筛具有以下优势：•高度的比表面积和孔隙容积，有利于吸附分子。
•可调控的孔隙大小和表面电荷，实现对特定分子的选择性吸附和分离。
•良好的热稳定性和机械强度，能够在高温和高压条件下使用。
分子筛简介
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
X、Y型分子筛（八面沸石分子筛）
骨架: 笼中的4个六元环通过氧桥按正四面体方式相互连接（连接处形成六方柱笼） 主晶穴（孔穴）: 7个笼和9个六方柱笼围成一个八面沸石笼（最大窗孔: 十二元环，孔径 0.9 nm） 孔道: 八面沸石笼之间通过十二元环沿三个晶轴方向互相贯通，形成三维孔道 X、Y型分子筛间的区别: Si/Al = 1-1.5为X型，1.5-3.0为Y型
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
窗孔 决定分子能否进入分子筛晶体内部 空腔 决定进入分子的数量
笼 八面沸石笼（超笼）
二十六面体（6个八元环、8个六元环、12个四元环，48个顶点） 平均笼直径 1.14 nm，空腔体积 0.76 nm3 最大窗孔: 八元环，孔径 0.41 nm A型分子筛骨架的主晶穴（孔穴）
二十六面体（4个十二元环、4个六元环、18个四元环，48个顶点） 平均笼直径 1.25 nm，空腔体积 0.85 nm3 最大窗孔: 十二元环，孔径 0.9 nm X、Y型分子筛骨架的主晶穴（孔穴）
ZSM型分子筛（高硅沸石分子筛）
骨架: 与丝光沸石相似，由成对的五元环组成，没有笼、没有晶穴（孔穴） ZSM-5孔道: 十元环孔道（孔径 0.55-0.6 nm ） 两组交叉的三维孔道（直通形 “之”字形） 产品系列: ZSM-5 ZSM-8 ZSM-11；ZSM-21 ZSM-35 ZSM-38等 Si/Al: ZSM-5: 可高达 50 ZSM-8: 可高达100 全硅型沸石 Silicalite-1 和 Silicalite-2 憎水特性
沸石和分子筛
沸石和分子筛
沸石是一种多孔性结构的碳素材料，其中含有大量的碳纳米管，有效的空隙结构使得沸石具有良好的表面积和吸附性能。
相比传统的催化剂而言，由于沸石的孔隙分布较为均匀，因此具有更强的催化性能。
此外，沸石也具有良好的耐磨性，能够抵抗高温催化过程中的摩擦和冲击，并能有效地防止破坏催化剂的团聚。
分子筛是一种超细孔隙结构的多孔材料，其中许多小孔隙能够容纳小分子，而大分子则无法通过。
分子筛可以有效地分离分子，根据分子的大小、形状和分子量，利用孔隙的大小和形状，可以非常有效的完成一些特定的离子交换反应和键合反应。
此外，分子筛还可以用于生物医学领域，例如用于细胞培养，细胞冻存和分类治疗等，因为它具有良好的生物相容性，可以有效保护细胞，还能够有效抑制细胞的细胞流失。
沸石分子筛的性能特点
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
•Байду номын сангаас溶液中旳反应：
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① 骨架Si、Al可用Ga、P等取代→杂原子取代分子筛② 可调变表面酸性及其他活性中心旳强度和浓度，或者调变分子筛表面旳吸附性质，从亲水性到疏水性。 如：阳离子互换→酸性分子筛、碱性分子筛 a、取得酸性：Na型 → H型 例如：NaY → HY 互换剂：NH4NO3、也可直接用酸溶液进行互换。 b、取得较强碱性： Na型 → K、Rb、Cs型 互换剂：碱金属旳硝酸盐等可分解型盐类。 碱性强弱：NaY< KY< RbY< CsY、NaX< KX< RbX< CsX
• 水热转化
Table. Steam stability of zeolite XaCation Form % Exchange Structureb Adsorptionc K+ 77 - 60 % - 89 % Na+ 100 - 80 % - 84 % Ca2+ 84 - 60 % - 71 % Ce3+ 77 no change - 21 % a Loose powder (300 C, 8 hr in 100% steam) b Determined from loss in intensity of selected X-ray powder reflections c As determined from argon adsorption at -183 C and 700 torr
分子筛
1.23
1.23 2.45 5.00 31.00
2.5
2.5 4.9 10 ＞30
0.8～0.9
0.9～1.0 0.9～1.0 0.58～0.70 0.52～0.58 7
⑵分子筛的结构
①、硅（铝）氧四面体（一级结构单元）
O O Si O O 硅 四 体 氧 面 （ 面 ） 平 图 硅 四 体 体 氧 面 立 图 表 硅 示 ， 表 氧 示 ）
一个α笼的周围有八个β笼和十个γ笼。α笼和β笼是通过六元环互相
沟通的。同时，一个α笼的周围还有与其相邻的α笼。它们是通过八元环相 互沟通的。八元环是A型分子筛的主晶孔，其孔径为0.45nm，所以是A型分子
筛主要的孔径.
当阳离子不同时，主要通道的孔径也会有变化。
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α 笼最大孔口为八元环，A型沸石的单胞组成：
M / n [(AlO2 ) p (SiO2 )q ] yH2O
5
＆ 各种分子筛的区别，首先表现在化学组成上的不同， 而化学组成上的区别最主要的在于硅铝比的不同。
A型分子筛，m＝2；X型分子筛，m＝2.1－3.0 Y型分子筛，m＝3.1-6.0；丝光沸石，m＝9－11
＆ 一般硅铝比m增加，耐酸性和耐热性增加，耐碱 性降低。硅铝比不同，分子筛的结构和表面酸性 质也不同。
体共同组成的，称为立方八面体。
β笼互相连接就可形成A型、X型和Y型分子筛，它是这些型式分 子筛晶体结构的基础。
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描述分子筛空间结构的常见概念
晶穴与外部或其它晶穴相通的部位，称作晶孔，也叫做孔、孔口、窗口、 晶窗等。 沸石结构中多面体通过所有的面与外部或其它多面体相结，因此组成晶穴 的每一个多元环都可以看作是晶孔。沸石中主晶穴与主晶穴相通的部位是围着 主晶穴的多元环称为该沸石的主晶孔。例如：A型沸石的主晶孔是八元环，X、 Y型沸石的主晶孔是十二元环。 由晶穴按一定规则堆积而成的分子筛晶体骨架，相邻的晶穴之间是由晶 孔互相沟通的，这种由晶穴和晶孔所形成的无数通道，就叫做孔道，也称通道。
沸石分子筛 书
沸石分子筛书沸石分子筛是一种常见的多孔材料，主要由硅氧聚合物构成。
它的分子结构具有一定的规则性，其中的孔道大小和形状可以通过加工调控。
沸石分子筛因其独特的结构和性质，在各个领域都有广泛的应用。
下面就来介绍一下沸石分子筛的一些特性和应用。
1.孔道结构沸石分子筛具有复杂的孔道结构，这是其最为显著的特点之一。
这些孔道大小不一，形状各异，可以为不同大小和性质的分子提供准确的选择性吸附。
这种选择性吸附特性使沸石分子筛在催化、吸附分离等领域有着广泛的应用。
2.离子交换能力沸石分子筛具有较强的离子交换能力。
它可以通过吸附过程中的离子交换来实现对溶液中离子物质的分离和去除。
这种性质使得沸石分子筛在水处理、环境保护等领域具有重要的应用价值。
3.热稳定性沸石分子筛具有优异的热稳定性，能够在高温条件下保持其结构的稳定性。
这使得沸石分子筛能够在高温催化反应中发挥重要的作用，在石油化工、催化剂等领域有着广泛的应用。
4.分子筛催化剂沸石分子筛作为一种优秀的催化剂载体，被广泛应用于化学工业中的催化反应过程中。
它可以通过调控孔道大小和形状来实现对反应物的选择性吸附和脱附，进而提高反应的效率和选择性。
典型的应用包括裂化、合成气制甲醇、烯烃异构化等。
5.吸附分离材料沸石分子筛的孔道结构可以选择性地吸附和分离不同大小和性质的分子。
这使得沸石分子筛在吸附分离领域具有重要的应用价值。
例如，可用于气体分离、液体分离等。
6.反应条件控制与调控沸石分子筛作为一种功能材料，能够通过调控孔道结构和表面性质，实现对反应条件的控制和调控。
这将有助于提高反应的选择性、效率和经济性。
总之，沸石分子筛作为一种多孔材料，具有复杂的孔道结构和优异的性能，在催化、吸附分离、环境保护、水处理等领域具有重要的应用价值。
研究沸石分子筛的性质和应用，对于促进相关领域的发展和创新具有重要的意义。
分子筛
• 3. 择形催化剂的性能要求与调变 择形选择性的调变，可以通过毒化外表面活性中心； 修饰窗孔入口的大小，常用旧修饰剂为四乙基原硅酸酯， 也可改变晶粒大小等。 择形催化的最大实用价值，在于利用它表征孔结构的 不同。 择型催化在炼油工艺和石油化工生产中取得了广泛的应 用。如分子筛脱蜡、择型异构化、择型重整、甲醇合成汽 油、甲醇制乙烯、芳烃择型烷基化等等都是。 参考书： 《择形催化》 曾昭槐 编著 中国石化出版社 1994 北京
分子筛及其催化作用
沸石分子筛是一类重要的无机微 孔材料，具有优异的择形催化、酸碱催化、 吸附分离和离子交换能力，在许多工业过 程包括催化、吸附和离子交换等有广泛的 应用。沸石分子筛的基本骨架元素是硅、 铝及与其配位的氧原子，基本结构单元为 硅氧四面体和铝氧四面体，四面体可以按 照不同的组合方式相连，构筑成各式各样 的沸石分子筛骨架结构。
沸石分子筛的结构单元
硅、铝氧四面体（硅、铝位于四面体重心，氧在四面体角顶）是为第一 结构单元；一级单元以氧为桥（氧桥）首尾相连而成第二结构单元 （环），如单四元环（S4R——平面四边形，其边代表氧桥，顶点为硅、 铝等），单六、八元环（S6R，S8R）等；各种单多元环以氧桥连接，形 成第三结构单元（多面体和笼），如双四、六、八元环（D4R，亦称立方 体笼；D6R，亦称六角柱笼；D8R，亦称八面柱笼）及β笼. α笼和β笼是A、X和Y型分子筛晶体结构的基础。
• 择形催化共有以下四种不同的形式： • (A) 反应物的择形催化 • 例如，丁醇的三种异构体的催化脱水，用CaX， 正构体较之异构体更难于脱水；用CaA，则丁醇2完全不能反应，带支链的异丁醇脱水速率也极低， 正丁醇则转化很快。 • 油品的分子筛脱蜡，重油的加氢裂化等 。 • (B) 产物的择形催化 • Mobil公司开发的混合二甲苯经择形催化生产 P-X的技术 。
沸石分子筛 种类
沸石分子筛种类一、3A沸石分子筛3A沸石分子筛是一种具有圆柱形孔道结构的沸石分子筛。
其分子筛骨架由硅氧四面体和铝氧四面体交替排列而成，形成了直径为3埃的孔道。
3A沸石分子筛具有较大的比表面积和孔容，能够吸附小分子物质，如水、氨等。
因此，3A沸石分子筛被广泛应用于天然气脱水、气体分离等领域。
二、4A沸石分子筛4A沸石分子筛是一种具有圆柱形孔道结构的沸石分子筛。
其分子筛骨架也由硅氧四面体和铝氧四面体交替排列而成，形成了直径为4埃的孔道。
4A沸石分子筛具有较大的比表面积和孔容，能够吸附小分子物质，如水、氨、甲醇等。
由于其优异的吸附性能，4A沸石分子筛被广泛应用于空分设备、液化气脱水、空气净化等领域。
三、5A沸石分子筛5A沸石分子筛是一种具有圆柱形孔道结构的沸石分子筛。
与3A和4A沸石分子筛相比，5A沸石分子筛的孔道直径更大，为5埃。
5A 沸石分子筛具有较大的比表面积和孔容，能够吸附中等分子物质，如乙烯、乙醇、丙酮等。
由于其良好的吸附性能和分子筛骨架的稳定性，5A沸石分子筛被广泛应用于气体分离、烃类分离、脱除污染物等领域。
四、13X沸石分子筛13X沸石分子筛是一种具有圆柱形孔道结构的沸石分子筛。
与前面介绍的沸石分子筛种类相比，13X沸石分子筛的孔道直径更大，为10埃左右。
13X沸石分子筛具有较大的比表面积和孔容，能够吸附大分子物质，如烷烃、芳烃等。
由于其孔道结构的特殊性，13X沸石分子筛在吸附、分离和催化反应等方面具有广泛的应用。
以上是一些常见的沸石分子筛种类的简要介绍。
沸石分子筛作为一种重要的功能材料，在化工、环保、能源等领域都有着广泛的应用前景。
随着科技的发展和需求的增加，相信沸石分子筛的研究和应用会越来越多样化和深入。
希望通过这篇文章的介绍，能够增加大家对沸石分子筛的了解，为相关领域的研究和应用提供一些参考。
沸石分子筛
沸石分子筛的合成与应用分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，根据其有效孔径来筛分各种流体分子。
沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的硅铝酸盐[1]。
沸石分子筛由于其特有的结构和性能，它的应用已遍及石油化工、环保生物工程、食品工业、医药化工等领域，随着国民经济各行业的发展，沸石分子筛的应用前景日益广阔。
一、沸石分子筛的结构沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物，加热脱水后，沸石晶体孔道可以吸附比孔道小的物质分子，而排斥比孔道直径大的物质分子，使分子大小不同的混合物分开，起着筛分的作用。
沸石分子筛是硅铝四面体形成的三维硅铝酸盐金属结构的晶体，是一种孔径大小均一的强极性吸附剂。
沸石或经不同金属阳离子交换或经其他方法改性后的沸石分子筛，具有很高的选择吸附分离能力。
工业上最常用的合成分子筛仅为A型、X型、Y型、丝光沸石和ZSM系列沸石。
沸石分子筛的化学组成通式为：[M2(Ⅰ)M(Ⅱ)]O•Al2O3•nSiO2•mH2O[2]，式中M2(Ⅰ)和M(Ⅱ)分别为为一价和二价金属离子，多半是纳和钙，n称为沸石的硅铝比，硅主要来自于硅酸钠和硅胶，铝则来自于铝酸钠和氢氧化铝等，它们与氢氧化钠水溶液反应制得的胶体物，经干燥后便成沸石。
沸石分子筛的最基本结构是硅氧四面体和铝氧四面体，四面体相互连接成多元环以及具有三维空间多面体，即构成了沸石的骨架结构，由于骨架结构中有中空的笼状，常称为笼，笼有多种多样，如α笼、β笼、γ笼等，这些笼相互连接就可构成A型、X型、Y型分子筛。
二、沸石分子筛的合成方法随着沸石分子筛在化学工业等领域发挥着越来越重要的作用，出现了多种制备方法，如传统的水热合成法、非水体系合成法、蒸汽相体系合成法、气相转移法等。
1. 水热合成法这种合成法是以水作为沸石分子筛晶化的介质，将其它反应原料按比例混合，放入反应釜中，在一定的温度下晶化而合成沸石分子筛[3]。
沸石分子筛原理
沸石分子筛原理
沸石分子筛(molecular sieves)是一种由重组沸石形成的非晶态多孔结构材料，具有
良好的吸附、分离及纯化的能力，用于从气体或液体中分离、纯化、浓缩、润湿等应用领
域广泛。
沸石分子筛本质上是由重组沸石（zeolite）构筑成各种大小不同的多孔结构，
它在微孔结构中对气体、液体进行分离定向运动，利用大小空间口径不同而形成的分子分
级智能，以满足分离的要求。
沸石的每个微孔既有空间屏蔽的功能，又能做分子过滤，最小的孔口尺寸它能阻挡的
分子大小约为0.3纳米/0.3nm，孔口尺寸较大的可以阻挡的分子大小则可达2纳米。
沸石
分子筛是一种多孔性结构，具有明显的孔隙分布，是一种大孔、中孔、小孔隙结构，分子
筛排列结构让尺寸不同的分子都可以得到有效分离。
沸石分子筛拥有非常优越的吸附性能，可以将气体包含在其微孔结构内，达到对有机物、无机物的分离、洗涤等目的。
沸石分子筛本质上是由经过结晶态处理的沸石而形成的非晶质多孔结构，它由硅、氧
和铵三元素组成，拥有极好的分离、洗涤及吸附能力，可以准确定向隔离和过滤一些有害
物质，是一种先进的纳米技术。
它拥有较大的孔径比表面积，致使吸附剂相对于普通吸附
剂具有较高的吸附力。
另外，沸石分子筛可以通过条件变化，使其变得更加细致，使张力大、吸附力强。
因为沸石分子筛拥有良好的分离、纯化、浓缩、润湿性能，能够被广泛应
用于气体或液体的分离、浓缩、纯化。
沸石分子筛
沸石分子筛（zeolite）是一种矿石，最早发现于1756年。
瑞典的矿物学家克朗斯提（Cronstedt）发现有一类天然硅铝酸盐矿石在灼烧时会产生沸腾现象，因此命名为“沸石”（瑞典文zeolit）。
在希腊文中意为“沸腾”（zeo）的“石头”（lithos）。
此后，人们对沸石的研究不断深入。
1932年，McBain提出了“分子筛”的概念。
表示可以在分子水平上筛分物质的多孔材料。
虽然沸石只是分子筛的一种，但是沸石在其中最具代表性，因此“沸石”和“分子筛”这两个词经常被混用。
人造沸石是：磺酸化聚苯乙烯；天然沸石：铝硅酸钠。
沸石的一般化学式为：AmBpO2p·nH2O，结构式为A(x/q) [ (AlO2)x (SiO2)y ] n(H2O) 其中：A为Ca、Na、K、Ba、Sr等阳离子，B为Al和Si，p为阳离子化合价，m为阳离子数，n为水分子数，x为Al原子数，y为Si原子数，(y/x)通常在1～5之间，(x+y)是单位晶胞中四面体的个数。
自然界已发现的沸石有30多种，较常见的有[1]方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石、辉沸石等，都以含钙、钠为主。
它们含水量的多少随外界温度和湿度的变化而变化。
晶体所属晶系随矿物种的不同而异，以单斜晶系和正交晶系（斜方晶系）的占多数。
方沸石、菱沸石常呈等轴状晶形，片沸石、辉沸石呈板状，毛沸石、丝光沸石呈针状或纤维状，钙十字沸石和辉沸石双晶常见。
纯净的各种沸石均为无色或白色，但可因混入杂质而呈各种浅色。
玻璃光泽。
解理随晶体结构而异。
莫氏硬度中等。
比重介于2.0～2.3，含钡的则可达2.5～2.8。
沸石主要形成于低温热液阶段，常见于喷出岩气孔中，也见于热液矿床和近代温泉沉积中。
沸石可以借水的渗滤作用，以进行阳离子的交换，其成分中的钠、钙离子可与水溶液中的钾、镁等离子交换，工业上用以软化硬水。
沸石的晶体结构是由硅（铝）氧四面体连成三维的格架，格架中有各种大小不同的空穴和通道，具有很大的开放性。
沸石分子筛的基本结构单元
沸石分子筛的基本结构单元一、引言沸石分子筛是一种重要的多孔材料，在化学、环境、能源等领域有着广泛的应用。
本文将深入探讨沸石分子筛的基本结构单元，包括其结构、形成机制以及应用领域等方面。
二、沸石分子筛的基本概念2.1 定义沸石分子筛是一种具有多孔结构的硅铝骨架材料，其内部的孔道相互连接形成一个三维网络。
2.2 特点•高比表面积•高孔容量•尺寸可调•分子筛效应三、沸石分子筛的结构沸石分子筛的基本结构单元是其晶格结构，包括晶胞、晶胞参数等方面。
3.1 晶胞晶胞是沸石分子筛中的最小重复单元，通常采用三维立方体结构，由硅与铝原子组成。
3.2 晶胞参数晶胞参数是描述晶胞大小的参数，包括晶胞间距、晶胞体积等。
四、沸石分子筛的形成机制沸石分子筛的形成机制涉及到原料的选择、合成条件等方面。
4.1 原料选择原料选择是沸石分子筛形成的重要因素，常用的原料包括硅源、铝源等。
4.2 合成条件合成条件包括反应温度、反应时间等，对沸石分子筛的形成有着重要的影响。
五、沸石分子筛的应用领域沸石分子筛由于其特殊的孔道结构和化学特性，在许多领域具有重要的应用。
5.1 催化剂沸石分子筛常常作为催化剂的载体，用于提高化学反应的效率和选择性。
5.2 气体吸附与分离沸石分子筛的孔道结构使得其具有较高的气体吸附能力，并可通过调节孔径实现气体的分离。
5.3 离子交换沸石分子筛具有良好的离子交换性能，可用于水处理、氨氮去除等领域。
5.4 负载材料沸石分子筛可用作负载材料，将不同功能的物质负载其中，实现对物质的控制释放。
六、结论沸石分子筛作为一种重要的多孔材料，具有独特的结构和性质，在化学、环境、能源等领域有着广泛的应用前景。
通过对其基本结构单元的深入探讨，有助于理解其形成机制及应用价值。
沸石分子筛材料
沸石分子筛材料沸石分子筛是一种特殊的材料，它具有广泛的应用领域。
它是一种具有可吸附和分离的特性的多孔固体，可以通过选择性地吸附分子来实现分离和纯化的目的。
下面将从沸石分子筛的基础知识、结构特点、制备方法以及应用领域等方面进行介绍。
一、沸石分子筛的基础知识沸石是一种天然矿石，主要成分是硅酸盐骨架，其中包括硅氧四面体和铝氧六面体。
它的结构特点是具有三维的多孔结构，其中包含许多有规律的通道和孔道。
通过调控沸石的成分和结构，可以得到不同孔径、孔隙分布和表面性质的沸石分子筛材料。
二、沸石分子筛的结构特点沸石分子筛的主要结构特点是具有高度有序的晶体结构，通过这种结构可以实现分子的选择性吸附和分离。
沸石分子筛具有超微孔-介孔共存在的多孔结构，具有较大的比表面积和孔容。
其中的孔道和通道具有不同的孔径大小和形状，可以选择性地吸附不同大小和形状的分子。
三、沸石分子筛的制备方法沸石分子筛的制备方法主要包括水热法、溶胶-凝胶法、溶剂热法和合成模板法等。
其中，水热法是最常用的方法之一。
水热法是将沸石的前驱体与溶液一起加热至高温、高压的条件下反应（通常在150-200℃和0.8-2.0MPa的条件下）。
溶胶-凝胶法是通过水热合成的方式来制备沸石分子筛，将沸石的前驱体和溶解有机物混合搅拌，然后通过水热反应使其凝胶化。
四、沸石分子筛的应用领域沸石分子筛具有广泛的应用领域，主要包括吸附、分离、催化和传感等方面。
在吸附方面，沸石分子筛可以用于污水处理、废气净化、有机物吸附等。
在分离方面，沸石分子筛可以用于分离和纯化气体、液体和固体等。
在催化方面，沸石分子筛可以用于催化反应的催化剂载体、原位生长反应、催化剂再生等。
在传感方面，沸石分子筛可以用于制备气体传感器、湿度传感器、温度传感器等。
总结：沸石分子筛是一种具有选择性吸附和分离特性的材料，通过调控沸石的成分和结构，可以得到不同孔径、孔隙分布和表面性质的沸石分子筛材料。
沸石分子筛具有高度有序的晶体结构，具有较大的比表面积和孔容，可以选择性地吸附和分离不同大小和形状的分子。
沸石分子筛的性能与应用课件
医疗器械
沸石分子筛可以用于医疗器械的制造， 提高医疗器械的性能和安全性。
沸石分子筛的合成与制备
合成方法
模板法
通过有机模板剂诱导无机物生长， 形成具有特定结构的沸石分子筛。
溶剂法
利用特定的溶剂合成沸石分子筛， 通过调节溶剂的组成和浓度来控 制合成过程。
催化剂载体
沸石分子筛具有多孔结构和较大 的比表面积，可以作为催化剂的 载体，提高催化剂的活性和选择性。
在新能源领域的应用
燃料电池
沸石分子筛可以作为燃料电池的电极 材料，具有较好的电化学性能和稳定 性。
太阳能利用
沸石分子筛可以用于太阳能的转化和 储存，提高太阳能的利用效率。
在医药领域的应用
药物载体
质。
沸石分子筛的性能
吸附性能
沸石分子筛具有优异的吸附性能，能够吸附气体、液体和固体物质。
沸石分子筛的晶体结构中存在规则的孔道和空腔，这些孔道和空腔的大小和形状 可以根据沸石的种类进行调控。这种结构特点使得沸石分子筛能够根据分子的大 小和形状选择性地吸附物质，从而实现气体分离、液体精制和废气处理等应用。
无模板法
不依赖有机模板剂，通过无机物 之间的相互作用直接合成沸石分 子筛。
晶种法
在已存在的晶种基础上，通过控 制生长条件，促使晶体生长。
制备工艺
水热合成法
在高温高压的水溶液中，
1
通过控制反应时间和温度，
制备出沸石分子筛。
化学气相沉积法
4
通过气态反应物的化学反 应，在固体基底上制备沸 石分子筛薄膜。
沸石分子筛还具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在高温和酸性或碱性环境下 使用。
沸石分子筛的性能与应用课件
改性技术
酸碱改性
通过酸或碱处理，改变沸 石分子筛的表面性质和酸 碱性，提高其吸附性能和 催化活性。
金属离子植入
将金属离子植入沸石分子 筛的骨架或孔道中，形成 具有特定催化性能的复合 材料。
表面修饰
通过化学或物理方法对沸 石分子筛的表面进行修饰 ，改变其表面性质和吸附 性能。
沸石分子筛的合成与改性实例
离子交换性能
沸石分子筛具有良好的离子交换性能，能够与溶 液中的离子进行可逆的交换反应。
沸石分子筛的离子交换性能与其表面的可电离基 团和可交换阳离子的性质有关。
沸石分子筛的离子交换性能在许多领域都有应用 ，如水处理、土壤修复和化学分析等。通过离子 交换，可以去除溶液中的有害离子或提取有价值 的离子。
特性
沸石分子筛具有高比表面积、规则的 孔道结构、良好的热稳定性和水热稳 定性、可调的酸性等特性，使其在工 业上有广泛的应用前景。
沸石分子筛的分类
根据成分分类
根据孔径大小分类
可分为硅酸盐沸石、磷酸盐沸石和混 合型沸石等。
可分为微孔沸石、中孔沸石和大孔沸 石等。
根据晶体结构分类
可分为A型、X型、Y型、丝光沸石型 等。
用。
Hale Waihona Puke 4沸石分子筛的合成与改性合成方法
01
02
03
模板法
通过有机模板剂控制沸石 分子筛的晶体生长，合成 具有特定结构和性能的沸 石分子筛。
水热合成法
在高温高压条件下，通过 水作为反应介质，使无机 盐发生水解和缩聚反应， 形成沸石分子筛。
离子交换法
利用离子交换剂将硅酸盐 溶液中的阳离子交换为其 他阳离子，形成具有特定 结构的沸石分子筛。
潜在的应用价值。
沸石分子筛
运用实例
基本原理
优点
沸石分子筛的历史
沸石分子筛在自然界中即可存在，人工大量合成是 从上世纪70年代开始。它具有晶体的结构和特征， 表面为固体骨架，内部的孔穴可起到吸附分子的作 用。孔穴之间有孔道相互连接，分子由孔道经过。 由于孔穴的结晶性质，分子筛的孔径分布非常均一。 分子筛依据其晶体内部孔穴的大小对分子进行选择 性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥较大物 质的分子，因而被形象地称为"分子筛"。分子筛的 组要组成有硅铝元素，也可以根据需要进行掺杂和 负载各种元素。以上主要是指微孔分子筛也就是孔 径小于20个埃的的分子筛。现在研究较热门的介孔 分子筛出现于上个世纪90年代，以MCM系列为代表。
沸石分子筛的运用
近来利用沸石分子筛的纳米微孔做模板，制造光
电材料、分子器件的潜力已经展现出来。基于沸石分子筛的光、 电、磁和介电材料也开始发展。酸性沸石的质子导电使制备沸 石型电生色材料成为可能。无中心对称的沸石允许设计沸石压 电器件，分子尺度的纳米孔穴和通道可做为高密度的信息储存 和加工的介质，单维通道可控制能量的空间传输。这些皆为实 现量子点、量子线和半导体超晶格展现了令人鼓舞的前景。固 定和分离蛋白质的传统方法是溶胶-凝胶法，而纳米分子筛材料 在孔径分布上有其独特的优越性，因此将在蛋白质分离上有其 潜在的应用价值，首先利用不同孔径的介孔分子筛对不同大小 的蛋白质的分离。纳米分子筛在能源、信息等领域具有广阔的 应用前景。尤其是大孔分子筛在生命科学领域如蛋白质固定分 离、生物芯片、生物传感器、药物的包埋和控释等方而具有广 阔的应用前景。
目前分子筛其应用领域已经扩展到气
沸石分子筛
沸石分子筛沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物，其化学通式为：Mx/m[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O。
M代表阳离子，m表示其价态数，z表示水合数，x和y是整数。
沸石分子筛活化后，水分子被除去，余下的原子形成笼形结构，孔径为3～10Å。
分子筛晶体中有许多一定大小的空穴，空穴之间有许多同直径的孔（也称“窗口”）相连。
由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部，而把比孔径大的分子排斥在其空穴外，起到筛分分子的作用，故得名分子筛。
沸石分子筛按其孔或通道体系可分为小孔，中孔（介孔）和双孔沸石三个组别．可用于富氧空气的变压吸附分离。
(b)B型(a)A 型两种常用沸石分子筛结构图沸石分子筛的吸附作用有两个特点：（1）表面上的路易斯中心极性很强；（2）沸石中的笼或通道的尺寸很小，使得其中的引力场很强。
因此，其对吸附质分子的吸附能力远超过其他类型的吸附剂。
即使吸附质的分压（或浓度）很低，吸附量仍很可观。
沸石分子筛的吸附分离效果不仅与吸附质分子的尺寸和形状有关，而且还与其极性有关，因此，沸石分子筛也可用于尺寸相近的物质的分硅胶（Silica gel; Silica ）别名：硅橡胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，其化学分子式为mSiO2·nH2O 。
不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定，除强碱、氢氟酸外不与任何物质发生反应。
各种型号的硅胶因其制造方法不同而形成不同的微孔结构。
硅胶的化学组份和物理结构，决定了它具有许多其他同类材料难以取代得特点：吸附性能高、热稳定性好、化学性质稳定、有较高的机械强度等。
硅胶根据其孔径的大小分为：大孔硅胶、粗孔硅胶、B 型硅胶、细孔硅胶。
查看精彩图册中文名： 硅胶外文名： 硅橡胶化学分子式： m SiO2·nH2O 性能： 吸附性、热稳定性、化学性目录 简介无机硅胶无机硅胶简介安全性能硅胶的再生贮存与包装无机硅胶的用途相关专业术语无机硅胶分类有机硅胶有机硅性能有机硅的用途有机硅的分类模压硅胶制品挤出硅胶制品液态硅胶制品特种硅胶制品硅橡胶分类辨别硅胶的真假简单分类室温硫化硅橡胶用途功能用途品种及性能硅溶胶啤酒硅胶蓝色硅胶医用硅胶特点分类及用途主要用途硅胶生产工艺及应用工艺特性2.1酸碱比例2. 2洗胶过程2. 3干燥过程影响硅胶厨具的因素硅胶性能对比展开简介无机硅胶无机硅胶简介安全性能硅胶的再生贮存与包装无机硅胶的用途相关专业术语无机硅胶分类有机硅胶有机硅性能有机硅的用途有机硅的分类模压硅胶制品挤出硅胶制品液态硅胶制品特种硅胶制品硅橡胶分类辨别硅胶的真假简单分类室温硫化硅橡胶用途功能用途品种及性能硅溶胶啤酒硅胶蓝色硅胶医用硅胶特点分类及用途主要用途硅胶生产工艺及应用工艺特性2.1酸碱比例2. 2洗胶过程2. 3干燥过程影响硅胶厨具的因素硅胶性能对比展开编辑本段简介一般来说，硅胶按其性质及组分可分为有机硅胶和无机硅胶两大类。
沸石分子筛粉
沸石分子筛粉沸石分子筛粉，是一种常见的吸附剂和催化剂，具有广泛的应用价值。
本文将从沸石分子筛粉的结构、制备方法、性质及应用等方面进行介绍。
一、沸石分子筛粉的结构沸石分子筛粉是一种具有特殊结构的多孔硅铝酸盐矿物，其晶体结构中含有水分子，可以迅速吸附水分和其他小分子。
沸石分子筛粉的主要成分是硅酸铝，其化学式为（Na2，K2，Ca，Mg）O·Al2O3·nSiO2·mH2O。
沸石分子筛粉的晶体结构呈现多孔的网状结构，具有较大的比表面积和孔隙体积，能够有效地吸附和储存气体、液体和溶质分子。
沸石分子筛粉的制备方法多种多样，常见的方法包括热处理、酸碱处理、水热法和溶剂热法等。
其中，水热法是最常用的制备方法之一。
水热法制备沸石分子筛粉的步骤包括：首先将硅源和铝源按一定的摩尔比混合，然后将混合物溶解在适量的水溶液中，再经过一定的时间和温度的水热处理，最后通过过滤、洗涤和干燥等步骤得到沸石分子筛粉。
三、沸石分子筛粉的性质沸石分子筛粉具有许多特殊的物理和化学性质。
首先，沸石分子筛粉具有较大的比表面积和孔隙体积，能够提供大量的吸附位点，从而具有良好的吸附性能。
其次，沸石分子筛粉具有较高的热稳定性和化学稳定性，在高温和酸碱环境下仍能保持良好的结构稳定性。
此外，沸石分子筛粉还具有较好的选择性和再生性能，可以通过控制其孔径和孔隙结构来实现对不同分子的选择吸附和分离。
四、沸石分子筛粉的应用沸石分子筛粉在许多领域具有广泛的应用价值。
首先，在化工领域，沸石分子筛粉可应用于吸附分离、分子筛催化和催化剂载体等方面。
其次，在环保领域，沸石分子筛粉可用于废水处理、废气净化和有害物质吸附等方面。
此外，沸石分子筛粉还可用于气体储存、分子分离、药物缓释和土壤改良等领域。
沸石分子筛粉是一种具有特殊结构和多种应用的功能性材料。
通过对其结构、制备方法、性质及应用的介绍，我们可以更加全面地了解和认识沸石分子筛粉的特点和潜在价值。
分子筛结构与性质
另一个例子：13X型沸石可以从苯和环己烷的混合物中选择性吸附苯，从而可以得到高纯度的环己烷。
吸水性
吸水量： 作为气体干燥剂，沸石具有较大的吸水能力．沸石的吸水量较硅胶和氧化铝都高； 低分压下的吸水性： 沸石可以在较低的分压下仍具有很好的吸水性； 高温下的吸水性： 高于室温时，硅胶及氧化铝的吸水量迅速下降，超过120度时接近于零；而5A型沸石，在100度时吸水量还有13%，温度高达200度时仍保留有4％的吸水量； 在高速气流中的吸水性； 高的吸水效率： 沸石的吸水量为其它干燥剂的3-4倍，且干燥后的气体露点低。
影响沸石分子筛酸性的因素
硅铝比的影响 杂原子同晶取代的影响 酸强度：HZSM-5>HGaZSM-5>HFeZSM-5>HBZSM-5 H+交换度的影响 水蒸气处理的影响 化合物改性的影响
沸石酸性质的测定
NH3-TPD
开关阀
稳压阀
稳流阀
压力表
反应器
管式加热炉
程序升温控制仪
转子流量计
TCD检测器
Temperature Programmed Desorption
01
对于同种类型的沸石，硅铝比越低，其交换量越高。
01
离子交换性质
离子交换方法
水溶液中交换是离子交换最常用的方法 多次交换法 连续交换法 离子交换和高温焙烧交替进行
温度为室温至100 ℃；时间为数十分钟至数小时；溶液浓度为0.1-0.2 mol/l
常用的交换条件是：
欲交换上去的金属离子在水溶液中以阳离子(简单的或络合的)状态存在
Beta沸石家族中，除了硅铝组成的beta以外，还有B-beta、Fe-beta、Zn-beta。
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• ZSM-11(MEL)：
结构特点：ZSM-11也存在像MFI中由Pentasil链构成的波状的网层， 与MFI不同的是，相邻的层之间不是以对称中心相关，而是以镜面相关， 由此而产生出平行于a和b方向的十元环直孔道。孔径约为0.53 0.54nm
• 分子筛(BEA)：
理想晶胞组成：Nan [Aln Si64-n O128 ] 结构特点：由两个结构不同，但却紧密相关的多形体A和B的混晶组成， 具有高度晶格缺陷 多形体A：手性对映体，结构单元层以RRRR或LLLL连接 多形体B：非手性，结构单元层以RLRL连接 孔道：三维的孔道体系，沿a和b 方向具有十二元环直孔道，孔径约为 0.73 0.60nm；沿c方向具有扭曲的十 二元环孔道，孔径约为0.56 0.56nm
a hypothetical cubic zeolite
gemlinite
levynite
• 笼 Cage： 三维空间的多面体，是构成沸石分子筛的主要结构单元
• 特征结构 :
笼形结构单元，三维空间的多面体，根据确定它们多面体面的 n 元环来描述。不同的分子筛骨架会含有相同的笼形结构单元，即同一 笼形结构单元通过不同的连接方式会形成不同的骨架结构类型
• 四面体结构 Tetrahedron： 沸石的初级结构单元PBU
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) 两个铝氧四面体不直接相联
• 多元环 Ring : 沸石的次级结构单元 SBU
Table: Apertures formed by rings of tetrahedra found in zeolite structures
• 钛硅分子筛
钛硅分子筛可以看作为是由纯硅分子筛骨架中掺入杂原子钛所形成 1984年，Taramasso 等人首次报道了钛硅分子筛的合成，取名为 Titannium-Silicalite-1，即 TS-1，在随后的几年，又相继合成了 TS-2， Ti-Bate 等系列钛硅分子筛 TS-1 属正交晶系 MFI 相，结构与ZSM-5 相同 钛硅分子筛在以 H2O2 水溶液为氧化剂的有机化合物氧化反应中具 有独特的择形催化功能，与其它催化体系相比具有： a) 反应条件温和（0100C，常压） b) 不发生深度氧化 c) 无污染，环境友好
水分子： A型沸石晶胞中的水分子处于笼和笼中，在笼中，水分子 与沸石骨架表面的氧原子形成氢键，而在笼中，水分子几乎是以液体状态 的方式存在
Si/Al： A型沸石的Si/Al=1:1
• X 型沸石、 Y 型沸石和八面沸石(FAU):
理想晶胞组成：X型 Na86 [Al86 Si106 O384] 264 H2O Y型 Na56 [Al56 Si136 O384] 264 H2O
多形体A（[010]方向）
多形体B（[110]方向）
• SSZ-23(STT)：
理想晶胞组成：(C13H24N+)4.1F3.3(OH)0.8 [ Si64 O128 ] 结构特点：最小特征单元是由3个四元环和4个五元环组成的小笼，每 个小笼内有3个F离子，一些Si原子除了与氧原子配位外，还与F离子配位， 从而具有五配位状态 孔道：三维的孔道体系，平行于[001]面有七元环孔道，孔径约为0.24 0.35nm；平行于[101]面有九元环孔道，孔径约为0.37 0.53nm 在七元环和九元环孔道的交界处产生出笼状结构，有机胺模板剂就位于 这些笼中间
Ni, Mo-MCM-41：HDS，HDN，MHC Ti(V, Cr)-MCM-41：催化氧化，2,6-DTBP的羟基化 W-MCM-41：催化氧化，壬二酸制备 H3PW12O40-MCM-41：固体超强酸 在生化物质和药物的吸附分离有潜在的应用 在非线性光学材料的制备中的应用
• 超大孔分子筛
一般将孔径大于十二元环的分子筛称为超大孔分子筛，目前已合成 的超大孔分子筛大部分是磷铝分子筛，合成过程中模板剂是必不可少的
由于其热稳定性较差，在催化中的应用尚不多见 • VPI-5(VFI)： • AlPO4-8(AET)： • Cloverite(CLO)：
AlPO4-5
VIP-5
基本结构单元：8个 笼，按金刚石晶体方式排列，金刚石结构中每 个碳原子由 笼替代，相邻的 笼通过六元环以TOT键相互联结，围成 一个26面体笼，即八面沸石笼，或称超笼
孔道：与金刚石晶体结构类似的三维孔道体 系，主孔道为十二元环，孔口直径约 0.70.8nm， 八面沸石笼的最大直径为 1.18nm
阳离子分布：一般分布在比较确定的位置， 影响因素有吸附的水分子，沸石表面的OH基 团，阳离子的种类
Si/Al： X型沸石的Si/Al=1.1~1.5 ，Y型沸石的Si/Al>1.5
Table: The cation sites and their designation in X, Y, and faujasite
位置名称 数 目
在结构中的位置
S1
16 六方柱笼中心
S2
32 笼中，距六方柱笼的六元环中心约0.1nm
(b) the [001] direction
• 硅磷酸铝分子筛SAPO-n
结构：骨架由PO4+, AlO4-, SiO4四面体组成，已确定的有13种三维的 微孔型骨架结构，孔径在0.3~0.8nm之间，孔容约0.18~0.48cm3/g，它们具 有从六元环到十二元环的孔道
酸性：Si元素的引入，使SAPO系列的分子筛形成带负电性的骨架， 因而晶内具有可交换的阳离子，并且具有质子酸性，按合成条件及含Si 量的不同，可呈现中强酸到强酸的性质，SAPO分子筛上同时存在有B酸 和L酸中心
多元环 4 5 6 8 10 12 18
最大自由直径 / nm 0.16 0.15 0.28 0.43 0.63 0.80 1.50
Fig. Some 8-ring conformations for hydrated forms zeolites
zeolite A
ห้องสมุดไป่ตู้
chabazite
erionite
• ZSM-5(MFI)：
理想晶胞组成：Nan [Aln Si96-n O192 ] 16 H2O 结构特点：由8个五元环组成的结构单元通过共边联结成链状结构， 然后扩展成层状，许多这样的层叠起来形成ZSM-5沸石 孔道： ZSM-5的主孔道窗口为十元环，孔道体系是三维的，骨架中 平行于c轴方向的十元环孔道呈直线形，孔径约为0.51 0.55nm；平行于 a轴方向的十元环孔道呈“Z”字形，其拐角为150左右，孔径约为0.53 0.56nm Si/Al： ZSM-5沸石的Si/Al可高达50以上至无穷大，即纯硅分子筛 Silicalite-I (MFI) 和 Silicalite-II (MEI) ZSM沸石家族：已超过50种结构，其中最重要的是ZSM-5，ZSM-11， ZSM-8， ZSM-48， ZSM-35
晶胞组成为： (C12H28N+)(OH) (H2O)x[Al12P12 O48 ] 孔道：具有平行于[001]方向的一维十二元环孔道体系，径约为0.73nm， 酸性：AlPO4-5分子筛的表面能量不均匀，存在范围很宽的分布，强酸点
少，大多数是较弱的酸性中心，B酸和L酸同时存在，以L酸为主
(a) a view of the 4-6-12 layer structure
S3
32 笼中，距八面沸石笼的六元环中心约0.1nm
S4
32 八面沸石笼中，距S3所指的六元环中心约0.1nm
S5
16 十二元环中心
U
8 笼中心
SIII
48 广义指八面沸石笼壁附近的位置
• 丝光沸石(MOR)：
理想晶胞组成：Na8 [Al8 Si40 O96 ] 24H2O 结构特征：以五元环为其结构特征，由五元环和四元环组成的链状结 构围成八元环和十二元环的层状结构。许多这样的层叠起来形成丝光沸石， 但每层上的原子并不在一个平面上，而且层与层之间也不是正对着的，相 互之间有一定的位移 孔道：丝光沸石的主孔道为椭圆形的十二元环直筒形孔道，孔径约为 0.65 0.70nm，主孔道之间有八元环孔道，八元环孔道尺寸为0.26 0.57nm， 丝光沸石的孔道体系是二维的 阳离子分布：丝光沸石的晶胞中有8个阳离子，4个位于主孔道周围的八 元环孔道中，另外4个位置不固定 Si/Al：丝光沸石的Si/Al约为10
性质：热稳定性较好，但水热稳定性相对较差，耐酸，但用5%的 KOH处理，结构几乎完全破坏
高硅的MCM-41是憎水性的，而低硅的MCM-41是弱亲水性的 催化性能：吡啶吸附的红外光谱测定和氨吸附程序升温脱附测定 表明MCM-41只有弱的和中等强度的B酸和L酸中心 骨架可掺入多种金属、引入强酸功能基团和表面负载金属 应用：Cr-MCM-41：烯烃低聚
顶点上，以四元环通过TOT键相互联结，围成一个26面体笼，即笼 孔道：互相垂直的三维孔道体系，主孔道为八元环，直径约0.42nm，
笼的最大直径为1.14nm 阳离子分布： A型沸石晶胞中每个笼有12个Na+离子，其中8个分布
在六元环附近，4个分布在3个八元环附近。阳离子的改变，会使孔道直径 发生变化，KA：0.3nm NaA：0.4nm CaA：0.5nm
Fig. The framework of SSZ-23 (a) a view of the [001] direction and (b) the [101] direction
2.3 非硅铝沸石：
• 磷酸铝分子筛 AlPO4-n 约有20多个品种，14种具有三维骨架，6种是二维的层状结构材料，
链状结构单元和层状结构单元 Fig. The framework of mordenite
Fig. The framework of ZSM-5