分子篩

分子篩又稱泡沸石或沸石。一種多孔性的鋁硅酸鹽，有自然生長和合成的兩大類，其組成通式是：

Mx/n〔(AlO2)x(SiO2)y〕·mH2O

式中m代表結(jié)晶水?dāng)?shù);M代表金屬正離子;n代表金屬正離子的電荷數(shù);x/n表示金屬正離子的個數(shù)。分子篩具有由SiO4和AlO4四面體結(jié)構(gòu)單元組成的空間立體結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是有直徑固定而均勻的孔穴，且表面積很大。分子篩經(jīng)脫水處理后，便具有吸附某些分子的能力，直徑比孔徑直徑小的分子能進(jìn)入孔穴中，直徑比孔徑直徑大的分子留在孔穴外，起著篩選分子的作用，故稱分子篩。

自然生長的分子篩是晶體泡沸石。人工合成的分子篩是以水玻璃、偏鋁酸鈉和燒堿為原料進(jìn)行合成晶化，再經(jīng)洗滌、干燥、成型和脫水而制得。分子篩按硅(鋁)氧骨架連接方式和組成的不同可分為若干類型，常見的有以下幾種：

A型：M12〔(AlO2)12(SiO2)12〕·27H2O

X型：M86〔(AlO2)86(SiO2)106〕·264H2O

Y型：M56〔(AlO2)56(SiO)2)136〕·250H2O

A型、X型分子篩又各分為若干種，如A型分為3A型(孔徑300pm)、4A型(孔徑420pm)、優(yōu)良型(孔徑500pm)等。

分子篩不僅具有強(qiáng)吸附性，而且有良好的熱穩(wěn)定性和耐酸性，加之具有原料便宜、制備工藝簡單、易于生產(chǎn)(可重復(fù)使用)等優(yōu)點(diǎn)，故分子篩為許多工業(yè)和研究部門廣泛采用。它的主要用途是作為一種優(yōu)良的吸附劑和干燥劑，用于物質(zhì)的分離和提純，重要的用途是作催化劑和催化劑載體。目前A型分子篩主要用于氣體的干燥和凈化、富氧及輕油脫蠟等方面。X型及Y型分子篩主要用作催化劑或催化劑載體，常用于石油的催化裂化，不僅效果好，而且選擇性也較強(qiáng)。

效果吸附特性

分子篩對于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等好苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。

1、低分壓或低濃度下的吸附

在相對濕度30%時分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對濕度的降低，分子篩的優(yōu)良性越發(fā)顯著，而硅膠，活性氧化鋁隨著濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對濕度很低時，它們的吸附量很少。

2、高溫吸附

分子篩是求實(shí)創(chuàng)新可用的高溫吸附劑。在100℃和1.3%相對濕度時分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當(dāng)數(shù)量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，優(yōu)良喪失了吸附能力。

3、高速吸附

分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時的吸附速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時，硅膠的平衡吸水量要高于分子篩，但隨著吸附質(zhì)的線速度的提高，硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率好。

分子篩的催化性能分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu)，孔徑的大小與通常分子相當(dāng)；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負(fù)電荷的陽離子，可進(jìn)行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體，然后以高的分散度還原為元素狀態(tài)；同時分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為效果優(yōu)良的催化劑和催化劑載體。