一、沸石分子篩的性能

1、吸附性能

沸石分子篩的吸附是(shi)一(yi)種(zhong)物理變化過程。產生吸附的原(yuan)因主要(yao)是(shi)分(fen)子(zi)引(yin)力作(zuo)用在固體(ti)表(biao)面產生的一(yi)種(zhong)“表(biao)面力”，當流體(ti)流過時，流體(ti)中的一(yi)些分(fen)子(zi)由于做不規則(ze)運(yun)動而(er)碰撞(zhuang)到(dao)吸附劑表(biao)面，在表(biao)面產生分(fen)子(zi)濃聚，使流體(ti)中的這種(zhong)分(fen)子(zi)數目(mu)減少，達到(dao)分(fen)離、清(qing)除的目(mu)的。

由于吸(xi)附(fu)(fu)不發(fa)生化(hua)學變化(hua)，只(zhi)要設法將濃聚(ju)在表面的分子趕跑(pao)，沸(fei)石分子篩(shai)就(jiu)又(you)具有(you)吸(xi)附(fu)(fu)能力，這一過(guo)程是吸(xi)附(fu)(fu)的逆過(guo)程，叫解析(xi)或再生。

由于沸(fei)石分(fen)子(zi)篩孔(kong)徑均勻，只有當分(fen)子(zi)動力學直徑小于沸(fei)石分(fen)子(zi)篩孔(kong)徑時才能很容易進入晶穴內部而被吸附(fu)，所以沸(fei)石分(fen)子(zi)篩對(dui)于氣體(ti)和液體(ti)分(fen)子(zi)就猶如篩子(zi)一樣(yang)，根據分(fen)子(zi)的大(da)小來(lai)決定是(shi)否被吸附(fu)。

由于沸石分(fen)子(zi)篩晶穴內還有著較強的極(ji)(ji)性，能(neng)與(yu)含(han)極(ji)(ji)性基(ji)團的分(fen)子(zi)在沸石分(fen)子(zi)篩表面發生(sheng)強的作用，或是(shi)通過誘導使可極(ji)(ji)化的分(fen)子(zi)極(ji)(ji)化從而產生(sheng)強吸附。

這(zhe)種(zhong)極(ji)性或易(yi)極(ji)化的(de)分(fen)子(zi)易(yi)被極(ji)性沸石分(fen)子(zi)篩吸附(fu)的(de)特(te)性體現(xian)出沸石分(fen)子(zi)篩的(de)又(you)一(yi)種(zhong)吸附(fu)選(xuan)擇性。

2、離子交換性能

通常所說的離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交換(huan)是指沸石(shi)分子(zi)(zi)(zi)篩骨架外的補(bu)償陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的交換(huan)。沸石(shi)分子(zi)(zi)(zi)篩骨架外的補(bu)償離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)一般是質子(zi)(zi)(zi)和堿(jian)金(jin)屬或堿(jian)土(tu)金(jin)屬，它們很(hen)容(rong)易在(zai)金(jin)屬鹽的水溶(rong)液中被離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交換(huan)成各(ge)種價態的金(jin)屬離(li)(li)(li)子(zi)(zi)(zi)型沸石(shi)分子(zi)(zi)(zi)篩。

離(li)(li)子在一定的(de)條件下(xia)，如水(shui)溶(rong)液或受較高溫度時比較容易遷(qian)移。在水(shui)溶(rong)液中(zhong)，由(you)于沸石分(fen)子篩對(dui)離(li)(li)子選(xuan)擇性的(de)不同(tong)，則可表現(xian)出不同(tong)的(de)離(li)(li)子交(jiao)(jiao)換性質。金(jin)屬陽(yang)離(li)(li)子與沸石分(fen)子篩的(de)水(shui)熱離(li)(li)子交(jiao)(jiao)換反應是自由(you)擴(kuo)散(san)過程。擴(kuo)散(san)速(su)度制約著交(jiao)(jiao)換反應速(su)度。

通過離子(zi)交換可以(yi)改變(bian)(bian)沸石分子(zi)篩孔徑的大小，從而改變(bian)(bian)其性能，達到擇形吸附分離混合(he)物的目的。

沸石(shi)分子篩經離(li)子交(jiao)(jiao)換后(hou)(hou)(hou)，陽離(li)子的數目、大(da)小和(he)位(wei)置發生改(gai)變(bian)(bian)，如高價(jia)陽離(li)子交(jiao)(jiao)換低價(jia)陽離(li)子后(hou)(hou)(hou)使沸石(shi)分子篩中的陽離(li)子數目減少，往(wang)往(wang)造成(cheng)位(wei)置空(kong)缺使其(qi)孔(kong)徑變(bian)(bian)大(da)；而(er)半(ban)徑較大(da)的離(li)子交(jiao)(jiao)換半(ban)徑較小的離(li)子后(hou)(hou)(hou)，則易使其(qi)孔(kong)穴受(shou)到一定的阻塞，使有效孔(kong)徑有所(suo)減小。

3、催化性能

沸石分子(zi)篩(shai)具(ju)有獨特(te)的(de)規整(zheng)晶體結構，其中每一(yi)類都(dou)具(ju)有一(yi)定尺寸、形(xing)狀(zhuang)的(de)孔道結構，并(bing)具(ju)有較大(da)比表(biao)面積(ji)。

大部分沸石(shi)分子篩表面(mian)具(ju)有較強的酸(suan)中(zhong)心，同時晶孔(kong)內有強大的庫侖場(chang)起極化作(zuo)用。這些特(te)性使它成為性能優異的催化劑。

多相催(cui)(cui)化反應(ying)(ying)(ying)(ying)是在(zai)固體催(cui)(cui)化劑上進行的(de)(de)，催(cui)(cui)化活性(xing)與(yu)催(cui)(cui)化劑的(de)(de)晶孔(kong)大(da)小有關。沸(fei)石(shi)(shi)(shi)分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)作(zuo)為催(cui)(cui)化劑或催(cui)(cui)化劑載(zai)體時，催(cui)(cui)化反應(ying)(ying)(ying)(ying)的(de)(de)進行受(shou)到沸(fei)石(shi)(shi)(shi)分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)晶孔(kong)大(da)小的(de)(de)控制。晶孔(kong)和孔(kong)道(dao)的(de)(de)大(da)小和形狀都可(ke)以(yi)對催(cui)(cui)化反應(ying)(ying)(ying)(ying)起著選擇性(xing)作(zuo)用。在(zai)一般反應(ying)(ying)(ying)(ying)條件下沸(fei)石(shi)(shi)(shi)分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)對反應(ying)(ying)(ying)(ying)方向起主導作(zuo)用，呈現了擇形催(cui)(cui)化性(xing)能(neng)，這(zhe)一性(xing)能(neng)使沸(fei)石(shi)(shi)(shi)分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)作(zuo)為催(cui)(cui)化新材料(liao)具有強(qiang)大(da)生命(ming)力。

該圖片由注冊用戶"天空之城"提供，版權聲明反饋

二、沸石分子篩的結構

它(ta)具有晶(jing)體(ti)(ti)的(de)結構和特(te)征，表面為(wei)固體(ti)(ti)骨架，內(nei)部的(de)孔(kong)穴可起到(dao)吸附分(fen)子的(de)作(zuo)用。孔(kong)穴之間有孔(kong)道相互(hu)連接，分(fen)子由(you)孔(kong)道經過。由(you)于孔(kong)穴的(de)潔凈性質，分(fen)子篩的(de)孔(kong)徑分(fen)布非常均(jun)一。分(fen)子篩依據(ju)其(qi)晶(jing)體(ti)(ti)內(nei)部孔(kong)穴的(de)大小對分(fen)子進行選擇(ze)性吸附，也就是吸附一定大小的(de)分(fen)子而(er)排斥(chi)較大物質的(de)分(fen)子。

沸石分子篩(shai)按其孔或通道體系可(ke)分為小(xiao)孔，中孔（介孔）和雙孔沸石三個組別。可(ke)用(yong)于富氧空氣的(de)變壓(ya)吸附(fu)分離。

三、沸石分子篩的應用

沸石分子篩晶體具有(you)吸(xi)附性(xing)、可交換性(xing)等諸多優良(liang)性(xing)能(neng)，所以(yi)(yi)被(bei)廣(guang)泛應(ying)用于(yu)石油化(hua)(hua)工(gong)工(gong)業(ye)、洗滌(di)劑工(gong)業(ye)、精細化(hua)(hua)工(gong)等工(gong)業(ye)。在沸石分子篩的(de)研(yan)究(jiu)中(zhong)，以(yi)(yi)廉價(jia)天然(ran)礦(kuang)物(wu)為原料制備分子篩和其功能(neng)性(xing)的(de)研(yan)究(jiu)是該領域(yu)中(zhong)最具有(you)價(jia)值的(de)研(yan)究(jiu)之一。紅(hong)輝(hui)沸石屬于(yu)輝(hui)沸石族，是其中(zhong)的(de)一個礦(kuang)物(wu)種，紅(hong)輝(hui)沸石以(yi)(yi)含水(shui)架狀鋁硅(gui)酸鹽為基(ji)礎結構，在不同溫度環(huan)境下對(dui)各種陽離子具有(you)選擇吸(xi)附性(xing)，且(qie)具有(you)良(liang)好的(de)催化(hua)(hua)功能(neng)、可加(jia)工(gong)性(xing)能(neng)、低(di)硬度、低(di)熱膨脹性(xing)能(neng)，且(qie)熱穩(wen)定性(xing)較好，被(bei)廣(guang)泛應(ying)用于(yu)環(huan)境材(cai)料，農牧(mu)業(ye)改良(liang)，化(hua)(hua)工(gong)添(tian)加(jia)劑和吸(xi)附劑等領域(yu)。

1、畜牧業生產

分(fen)(fen)子篩(shai)(shai)(shai)獨特(te)的(de)(de)(de)(de)(de)結構決定(ding)了其有良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)性(xing)能(neng)(neng)(neng)和離子交換性(xing)能(neng)(neng)(neng)，利(li)用(yong)分(fen)(fen)子篩(shai)(shai)(shai)為載體(ti)，吸附(fu)接枝抗(kang)菌(jun)物(wu)質制(zhi)成(cheng)飼料添加劑(ji)，可以增(zeng)加抗(kang)菌(jun)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)緩釋能(neng)(neng)(neng)力(li)，提高抗(kang)菌(jun)劑(ji)利(li)用(yong)效率，從而達(da)到(dao)事半功倍(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)目(mu)的(de)(de)(de)(de)(de)，同時，分(fen)(fen)子篩(shai)(shai)(shai)自(zi)身也具有一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)殺(sha)菌(jun)能(neng)(neng)(neng)力(li)，能(neng)(neng)(neng)提高牲畜(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)抗(kang)病(bing)能(neng)(neng)(neng)力(li)，且分(fen)(fen)子篩(shai)(shai)(shai)無毒無害，性(xing)能(neng)(neng)(neng)穩(wen)定(ding)，不會(hui)被動物(wu)吸收。利(li)用(yong)分(fen)(fen)子篩(shai)(shai)(shai)吸附(fu)二(er)甲酸鉀制(zhi)得的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)子篩(shai)(shai)(shai)抗(kang)菌(jun)劑(ji)能(neng)(neng)(neng)大幅度提高二(er)甲酸鉀的(de)(de)(de)(de)(de)抑菌(jun)能(neng)(neng)(neng)力(li)。

2、醫藥產業

利用(yong)分(fen)(fen)子(zi)篩良好的(de)(de)吸附(fu)性(xing)能和(he)分(fen)(fen)散性(xing)能，可以(yi)作為藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)載體(ti)，對(dui)藥(yao)(yao)物(wu)中的(de)(de)有效(xiao)成分(fen)(fen)進行吸附(fu)接枝，可以(yi)提高藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)緩釋性(xing)能，增(zeng)強藥(yao)(yao)效(xiao)，延(yan)長藥(yao)(yao)物(wu)作用(yong)的(de)(de)時(shi)間，且分(fen)(fen)子(zi)篩無毒(du)無害，服用(yong)之(zhi)后在人身體(ti)內不(bu)發生吸收，對(dui)身體(ti)無毒(du)副作用(yong)。還可以(yi)載入特(te)定病菌，有效(xiao)地抑(yi)制細菌生長。沸石分(fen)(fen)子(zi)篩良好的(de)(de)離子(zi)交(jiao)(jiao)換(huan)性(xing)能可以(yi)吸附(fu)交(jiao)(jiao)換(huan)重金(jin)屬離子(zi)，從而(er)可以(yi)制備高度(du)活性(xing)和(he)耐久性(xing)的(de)(de)抗菌劑。

3、污水處理

天然(ran)紅輝沸石具(ju)有(you)一(yi)定的(de)離(li)子(zi)交換和吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)(neng)，利(li)用其性(xing)能(neng)(neng)可以從污(wu)水中(zhong)吸(xi)附(fu)氨氮(dan)，從而達(da)到凈化污(wu)水的(de)效果(guo)。天然(ran)紅輝沸石經過特殊處(chu)理之(zhi)后，可以形成分(fen)子(zi)篩(shai)，分(fen)子(zi)篩(shai)的(de)離(li)子(zi)交換與吸(xi)附(fu)性(xing)能(neng)(neng)遠遠高(gao)于天然(ran)沸石，這使其能(neng)(neng)夠(gou)更好地吸(xi)附(fu)污(wu)水中(zhong)的(de)重金屬離(li)子(zi)及其他有(you)害離(li)子(zi)，如：鎳(nie)、鋅、鉻、鎘、汞、鐵(tie)等(deng)離(li)子(zi)及酚、氨氮(dan)、三氮(dan)、磷(lin)酸根離(li)子(zi)等(deng)有(you)機(ji)物，因此，分(fen)子(zi)篩(shai)是處(chu)理污(wu)水的(de)新型材(cai)料。

4、農業

利用分子篩的(de)吸附性能(neng)(neng)及陽離(li)子交換(huan)性能(neng)(neng)，可(ke)以(yi)(yi)改良土(tu)壤性能(neng)(neng)，降低土(tu)壤pH，提高農(nong)作(zuo)物需(xu)要的(de)微量元素的(de)供(gong)應，交換(huan)農(nong)作(zuo)物所(suo)需(xu)要的(de)K、Na、Mg、Ca等離(li)子，起到間接肥(fei)(fei)的(de)作(zuo)用(yong)(yong)。同時(shi)，分子篩可(ke)以(yi)(yi)吸附雙氫(qing)胺等物質配(pei)成(cheng)肥(fei)(fei)料緩釋劑，不僅大幅度(du)提高了(le)氮肥(fei)(fei)實際利用(yong)(yong)率，延長(chang)氮肥(fei)(fei)有效期，還可(ke)以(yi)(yi)改善(shan)農(nong)作(zuo)物營養狀況(kuang)，提高農(nong)作(zuo)物生長(chang)活力和抵御病毒(du)能(neng)(neng)力，最(zui)終達到農(nong)作(zuo)物增產(chan)增收的(de)目的(de)。