分子篩基礎(chǔ)知識(shí)

關(guān)于分子篩基礎(chǔ)知識(shí)分子篩的歷史

沸石（zeolite） 科學(xué)家早在1756年就發(fā)現(xiàn)了天然沸石第2頁,共43頁，2024年2月25日，星期天天然沸石

的形態(tài)第3頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的發(fā)展 19世紀(jì)末，模擬天然沸石的生長環(huán)境，在高溫高壓下合成人工沸石

20世紀(jì)40年代，大規(guī)模低溫水熱合成沸石興起

1954年末，A型、X型分子篩工業(yè)化生產(chǎn)

1959年，我國科學(xué)家也成功合成第4頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的由來

一般我們所說的分子篩，都是指人工合成的沸石，也就是沸石分子篩。 分子篩利用其自身均一的，和分子直徑大小相當(dāng)?shù)奈⒖卓讖?，來“篩分”不同尺寸的分子。因此，被形象的稱為分子篩。

第5頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的形態(tài)第6頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的數(shù)據(jù)10g分子篩的表面積就超過一個(gè)足球場＞第7頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩數(shù)據(jù)第8頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩簡介結(jié)構(gòu)組成分析測定物化特征第9頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩結(jié)構(gòu)組成基本結(jié)構(gòu)組成： 陰離子骨架——晶穴、孔道 金屬陽離子——“看門人”，晶孔第10頁,共43頁，2024年2月25日，星期天陰離子骨架結(jié)構(gòu)一級(jí)結(jié)構(gòu)單元：硅（鋁）氧骨架結(jié)構(gòu)第11頁,共43頁，2024年2月25日，星期天陰離子骨架結(jié)構(gòu)二級(jí)結(jié)構(gòu)單元：多元環(huán)……每個(gè)端點(diǎn)代表一個(gè)硅（鋁）原子每條邊代表一個(gè)氧橋=第12頁,共43頁，2024年2月25日，星期天陰離子骨架結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)晶體的形成：第13頁,共43頁，2024年2月25日，星期天典型骨架結(jié)構(gòu)的形成1. A型分子篩β籠第14頁,共43頁，2024年2月25日，星期天典型骨架結(jié)構(gòu)的形成2. X型分子篩β籠第15頁,共43頁，2024年2月25日，星期天典型骨架結(jié)構(gòu)特征結(jié)構(gòu)晶體：A型分子篩晶體結(jié)構(gòu)X（Y）型分子篩晶體結(jié)構(gòu)第16頁,共43頁，2024年2月25日，星期天陰離子骨架結(jié)構(gòu)1.晶穴有效體積最大的晶穴，就是主晶穴

晶穴的體積決定著可容納的分子數(shù)目α籠第17頁,共43頁，2024年2月25日，星期天陰離子骨架結(jié)構(gòu)2.(主)晶孔

(主)晶穴與(主)晶穴間相通的部位

主晶孔的孔徑?jīng)Q定著各種分子能否進(jìn)入內(nèi)部α籠八元環(huán)D第18頁,共43頁，2024年2月25日，星期天金屬陽離子

由于鋁氧四面體帶一單位負(fù)電荷，需要陽離子來平衡整個(gè)晶體結(jié)構(gòu) 它們?cè)诜肿雍Y骨架結(jié)構(gòu)中的位置，對(duì)分子篩的性質(zhì)影響巨大第19頁,共43頁，2024年2月25日，星期天金屬陽離子對(duì)分子篩的改性A型分子篩：3A、4A、5A1）Ca交換Na，Ca優(yōu)先占據(jù)六元環(huán)，Na優(yōu)先從八元環(huán)位置被交換，當(dāng)有4個(gè)Na被交換時(shí)，必有一個(gè)八元環(huán)位置會(huì)空出，當(dāng)70%以上Na被交換時(shí)，即α籠中有8個(gè)Na被交換時(shí)，占據(jù)八元環(huán)位置的Na就被全部交換，八元環(huán)就全部空出。主晶孔的孔徑就放大到5?。2）K交換Na，K優(yōu)先占據(jù)八元環(huán)的位置，由于K離子半徑1.33?大于Na離子的半徑0.95?，孔徑縮小至3?。Na＋Ca2＋第20頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子直徑（?）CO22.8NaA44A型5A型CaA5異丁烷5.6正丁烷4.9第21頁,共43頁，2024年2月25日，星期天鈉源鋁源鋁酸鈉硅源分子篩生產(chǎn)流程圖硅鋁酸鹽原粉滾球、擠條半成品中間產(chǎn)品初步干燥檢驗(yàn)活化成品第22頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的物化特性

1.物理性質(zhì)

2.吸附性質(zhì)第23頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的物理性質(zhì)1. 孔徑： 具有大量均勻的微孔，孔徑與一般物質(zhì)的分子數(shù)量級(jí)相當(dāng)，孔徑分布相對(duì)均一。2.孔容： 具有中空的骨架結(jié)構(gòu)，晶穴體積約占總體積的40%~50%3. 比表面： 單位質(zhì)量固體所占有的表面積，m2/g第24頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第25頁,共43頁，2024年2月25日，星期天第26頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的吸附性質(zhì) 1.吸水性

2.吸附應(yīng)用第27頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的吸水性1. 吸水量2. 低分壓下的吸水性

濕度30%以下，相比硅膠、氧化鋁優(yōu)勢明顯3. 高溫下的吸水性

室溫以上，吸水量下降慢，高溫下仍有吸水能力4. 高速氣流中的吸水性

隨著氣體線速度的增加，吸水量的衰減很慢5. 干燥效率

吸水處理后氣體的露點(diǎn)第28頁,共43頁，2024年2月25日，星期天吸水量第29頁,共43頁，2024年2月25日，星期天低分壓下的吸水性第30頁,共43頁，2024年2月25日，星期天高溫下的吸水性進(jìn)口空氣相對(duì)濕度(%)溫度上升(℃)1050206830865012270144第31頁,共43頁，2024年2月25日，星期天高速氣流中的吸水性第32頁,共43頁，2024年2月25日，星期天分子篩的分析測定(略)外形、物相的測定化學(xué)組成測定吸附性能測定第33頁,共43頁，2024年2月25日，星期天我司分子篩的分析測定原粉，活化粉：

PH值測定，交換度測定，升溫?zé)釡y定成品分子篩：粒度測定靜態(tài)水吸附量測定堆積密度測定靜態(tài)CO2吸附量測定抗壓強(qiáng)度測定(干、濕)含水量測定粉塵含量測定(干、濕)升溫?zé)釡y定(水、甲醇)磨耗率測定(干、濕)交換度測定特定介質(zhì)吸附量測定第34頁,共43頁，2024年2月25日，星期天謝謝！第35頁,共43頁，2024年2月25日，星期天外形、物相的測定1. 電子顯微技術(shù) 光學(xué)顯微鏡，電子顯微鏡掃描電鏡(SEM)

透射電鏡(TEM)2. X射線衍射(XRD)

晶胞尺寸，晶體結(jié)構(gòu)，物相組成的定性和定量分析3. 核磁共振4. 紅外光譜第36頁,共43頁，2024年2月25日，星期天A型分子篩掃描電鏡照片第37頁,共43頁，2024年2月25日，星期天A型分子篩透射電鏡照片X型分子篩透射電鏡照片第38頁,共43頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)組成測定1. 水分的測定（含水量）

灼燒失重法，575℃

卡爾費(fèi)休法2. 氧化硅的測定（硅鋁比）3. 氧化鋁的測定（硅鋁比）4. 氧化鈉的測定（交換度）

火焰光度法（氧化鉀、氧化鈣亦可）第39頁,共43頁，2024年2月25日，星期天吸附性能測定1. 吸附量的測定2. 孔徑(分布)的測定比表面、孔容的測定吸附等溫線，穿透曲線第40頁,共43頁，2024年2月25日，星期天吸附量的測定1）靜態(tài)吸附法

A.真空重量法

B.真空容量法→靜態(tài)體積法

C.折射法2）動(dòng)態(tài)吸附法

A.常壓流動(dòng)吸附法3）反