㈠ 分子篩是什麼,分子篩原理及用途
一、分子篩原理:
吸附功能:分子篩對物質的吸附來源於物理吸附(范德華力),其晶體孔穴內部有很強的極性和庫侖場,對極性分子(如水)和不飽和分子表現出強烈的吸附能力。
篩分功能:分子篩的孔徑分布非常均一,只有分子直徑小於孔穴直徑的物質才可能進入分子篩的晶穴內部。
二、分子篩的用途:
3A分子篩用途:各種液體(如乙醇)的乾燥;空氣的乾燥;製冷劑的乾燥;天然氣、甲烷氣的乾燥;不飽和烴和裂解氣、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的乾燥。
4A分子篩用途:空氣、天然氣、烷烴、製冷劑等氣體和液體的深度乾燥;氬氣的製取和凈化;葯品包裝、電子元件和易變質物質的靜態乾燥;油漆、燃料、塗料中作為脫水劑。
按催化性質,分子篩催化劑:
(1)酸催化劑,利用分子篩的表面酸性進行催化反應。
(2)雙功能催化劑,分子篩可以負載鉑、鈀類的金屬,得到兼有金屬催化功能和酸催化功能的雙功能分子篩催化劑。
(3)擇形催化劑,由於分子篩的催化作用一般發生在晶體內空間,分子篩的孔徑大小和孔道結構對催化活性和選擇性有很大的影響。分子篩具有規整而均勻的晶內孔道,而且孔徑大小接近於分子尺寸,使分子篩的催化性能隨反應物分子、產物分子或反應中間物的幾何尺寸的變化而顯著變化。
以上內容參考:網路-分子篩
㈡ 活化分子篩作用
用過分子篩的都知道分子篩是需要活化的,並且使用過的分子篩通過再生後可以接著使用。那怎樣去活化和再生分子篩呢。分子篩的活化:在實驗室里,我們往有機溶液里加入硅膠、活性氧化鋁、分子篩等相關的吸附劑,即可脫除裡面的水分。通過實驗我們可以觀察到,吸水後的分子篩在活化時迅速脫水,活化後的分子篩又可以逆襲地吸水(在實驗室里將水合分子篩放入烘乾箱內幾個小時後取出,又可恢復它的吸附性能),而且分子篩只吸附小於它的孔徑的分子,通過選用4A、5A型分子篩,除水以外的所有液體成分都可不被吸附,這就免除了化學加工中的它的吸附問題。4A、5A型分子篩正是因為沒有這種共吸附作用,從而更加提高了它的吸水能力。分子篩的再生:在分子篩正的乾燥過程中,一般都採用加熱法再生。這是因為水和分子篩強烈地相互作用,用其它方法很難將吸隊水完全地解吸出來。加熱解吸過程包括加熱、沖洗和冷卻三個步驟。顯然加熱溫度越高,脫附再生越完全。但是分子篩頻繁地經受高溫處理,吸隊競爭力則大大降低,因而一般加熱解吸溫度應控制在180~320攝氏度為宜。考慮到在高溫下高濃度的水蒸汽會嚴重破壞4A、5A型分子篩結構,因而在加熱的同時,必須用氨氣沖洗分子篩床層。再生後的分子篩吸附塔必須在冷卻後才能進行吸附操作,用冷卻氣體沖洗分子篩床層時,注意使所用氣體保持乾燥洗凈。特別注意:分子篩再生過程開始時,首先應排出其就要層所存溶劑,否則殘留液體在加熱再生時會在吸附塔床層中發生反應或碳化,嚴重時可以發生爆炸。
㈢ 幾種常見分子篩的用途
一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分別為一價、二價陽離子如鉀離子、鈉離子和鈣離子、鋇離子等。它在結構上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴,不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開。根據二氧化硅和氧化鋁的分子比不同,得到不同孔徑的分子篩。其型號有:3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。它的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用於有機化工和石油化工,也是煤氣脫水的優良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。
自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽,它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質稱為沸石,人工合成的沸石也稱為分子篩。分子篩的化學組成通式為:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M代表金屬離子(人工合成時通常為Na),n代表金屬離子價數, x代表SiO2的摩爾數,也稱為硅鋁比,p代表水的摩爾數。分子篩骨架的最基本結構是 SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結合而形成三維網狀結構的結晶。這種結合形式,構成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道。由於結構不同,形式不同,「籠」形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 「籠」的結構。A型、X型和Y型分子篩的晶體結構見圖1,圖2。
由於AlO4四面體具有一個負電荷,可以結合鈉等離子,成為電中性。在水溶液中,鈉離子很容易與其他陽離子交換。大多數分子篩催化劑是多價金屬陽離子或H的交換物,分子篩具有酸性和對分子大小的選擇性,可以作為催化劑或載體使用。高二氧化硅沸石對有機基團表現出很高的親和力,相比之下,低二氧化硅沸石由於具有Lewis和Bronsted酸特性而表現出親水性。硅及鋁原子通過氧構成氧環,氧環的大小決定沸石的細孔孔徑。每個氧環的氧原子數目為4~12個。通常具有分子篩作用的有八元環(0.4~0.5nm)、十元環 (0.5~0.6nm) 及十二元環 (0.7~ 0. 9nm)。
具有十二元氧環的有Y型分子篩 (x= 3.1~6.0)和絲光沸石(x=9~11)。前者可用做裂化催化劑、雙功能催化劑,後者可用作甲苯的歧化催化劑。
十元氧環的有ZSM-5、ZSM-11等部分 ZSM系列分子篩。
八元氧環的有A型分子篩(x=2)、T型分子篩及ZSM-34等。它們的孔很小,只有直鏈烴才能進入到細孔中。以分子篩為催化活性組分或主要活性組分的催化劑稱為分子篩催化劑。分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、優異的酸催化活性、並有良好的熱穩定性和水熱穩定性。可製成對許多反應有高活性、高選擇性的催化劑。
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㈣ 分子篩有什麼方法回收利用
這個叫做再生。
1.經常是分子篩吸水達到飽和了,失去了再吸水分離混合物中水分的功能。用加熱等方法除去吸附的水,使其獲得原吸水能力-叫再生。
2.各種類型的分子篩有不同的功能。用過後原功能減弱或消失後通過各種有效的方法除去吸附物等,回復原功能,就叫分子篩的再生。
3.分子篩常可多次使用再生。
㈤ 什麼是分子篩,分子篩的作用是什麼
分子篩是一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。主要作用有機化工和石油化工,也是煤氣脫水的優良吸附劑,凈化空氣中的污染物。
分子篩根據不同孔徑其型號有:3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。分子篩骨架的最基本結構是 SiO4和AlO4四面體,三維網路結構的結晶是由普通氧原子組合而成的。這種結合形式構成具有分子水平和均勻孔徑的空隙和通道。
分子篩的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用於有機化工和石油化工,也是煤氣脫水的優良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。
(5)有什麼方法可達到分子篩的作用擴展閱讀
分子篩分類
根據分子篩催化劑的性質,可分為酸性催化劑、雙功能催化劑和形狀選擇催化劑。酸性催化劑利用分子篩的表面酸性來催化反應。雙功能催化劑可以支持鉑和鈀,可以獲得具有金屬催化和酸催化功能的雙功能分子篩催化劑。
形狀選擇催化劑,由於分子篩的催化作用一般發生在晶內空間,分子篩的大小和孔結構對催化活性和選擇性有很大的影響。分子篩具有規整、均勻的晶內通道,孔徑與分子量接近。
㈥ 分子篩成型的方法有哪些
分子篩成型方法有水熱合成、水熱轉化和離子交換。
水熱合成法用於製取純度較高的產品,以及合成自然界中不存在的分子篩。
水熱轉化法在過量鹼存在時,使固態鋁硅酸鹽水熱轉化成分子篩。
離子交換法通常在水溶液中將Na-分子篩轉變為含有所需陽離子的分子篩。
㈦ 合成沸石分子篩的方法有哪些
沸石分子篩材料在石油精細化工及環境治理等方面發揮著巨大的作用。通常,絕大多數沸石分子篩都是需要在有機模板參與的條件下合成,然而使用的大部分模板劑都是有毒的,這對沸石的實際生產應用有著強烈的影響。綠色合成路線是指使用較為綠色的原料來合成目標產品,並且在合成過程中減少甚至消除對環境的負面影響、減少廢物的排放和提高效率。
對於合成沸石分子篩,溫度是一個很重要的因素。溫度變化會影響水在反應釜中的壓力的變化、硅鋁酸鹽的聚合狀態和聚合反應、凝膠的生成和溶解與轉變、分子篩的成核與生長以及介穩相間的轉晶。相同的體系在不同的溫度下可能會得到完全不一樣的物相,溫度越高得到的沸石的尺寸和孔體積越小,晶體骨架密度相應增大。一般而言在150C以下,初級結構往往是四元環或六元環,而當溫度高於150C,則往往是五元環的初級結構單元。由此可見,在高溫水熱條件下,無機物(主要是硅鋁酸鹽物種)的造孔規律和晶化溫度與水蒸汽壓之間存在著密切的聯系。
為克服常規水熱法合成沸石分子篩過程中由於溶劑水的引入造成的含鹼廢水排放,合成體系壓力過高、單釜產率過低等問題,人們開發出了無溶劑法綠色沸石分子篩合成路線。過對晶化過程中晶化產物的表徵結果發現,無溶劑法合成沸石分子篩經歷如下過程:晶化初期,固相原料在無定形二氧化硅中逐漸發生擴散,並伴隨著硅物種的聚合;隨著晶化時間的延長,無定形的二氧化硅逐漸向晶體轉換。總的來說,固相合成反應過程經歷了初始原料混合和擴散,硅羥基的不斷縮合等過程,最終使得反應原料在固相狀態下轉換為silicalite-1沸石分子篩。
㈧ 透析法的機理是分子篩作用
血液透析的基本原理是利用半透膜的特性,通過彌散、對流和吸附三種方法清除血液內的毒素。腎功能衰竭到最後的階段,腎臟不能很好的行使腎功能的時候,需要進行透析,也有其他的原因需要透析,比如中毒、高度浮腫、高鉀血症等,這種情況也都可以通過透析解決問題,透析的原理是利用透析膜半通透性的原理。透析時溶質水分的交換,從而構成血液透析時清除毒素,清除水分,補充必要的物質的基礎理論。
㈨ 分子篩的生產方法
有水熱合成、水熱轉化和離子交換等法:
①水熱合成法用於製取純度較高的產品,以及合成自然界中不存在的分子篩。將含硅化合物(水玻璃、硅溶膠等)、含鋁化合物(水合氧化鋁、鋁鹽等)、鹼(氫氧化鈉、氫氧化鉀等)和水按適當比例混合,在熱壓釜中加熱一定時間,即析出分子篩晶體。合成過程可用下式表示:
工業生產流程中一般先合成Na-分子篩,如13X型與10X型分子篩的合成(見圖)。在水熱合成過程中添加某些添加劑可以改變最終產品的結構,如加入季胺鹽可得到ZSM-5型分子篩。
②水熱轉化法在過量鹼存在時,使固態鋁硅酸鹽水熱轉化成分子篩。所用原料有高嶺土、膨潤土、硅藻土等,也可用合成的硅鋁凝膠顆粒。此法成本低,但產品純度不及水熱合成法。
③離子交換法通常在水溶液中將Na-分子篩轉變為含有所需陽離子的分子篩,通式如下:
式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽離子,例如NH4 +、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常為氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質的陽離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對陽離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序為Ag+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH4 +、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數表示交換結果:交換度,即交換下來的Na+量佔分子篩中原有Na+量的百分數;交換容量,為每100克分子篩中交換的陽離子毫克當量數;交換效率,表示溶液中陽離子交換到分子篩上的質量百分數。為了製取合適的分子篩催化劑,有時尚需將交換所得產物與其他組分調配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調配好的物料經成型即可進行催化劑的活化。