一、沸石分子篩的性能

1、吸附性能

沸石分子篩的(de)(de)吸(xi)(xi)附是一種(zhong)物理變化過程(cheng)。產生(sheng)吸(xi)(xi)附的(de)(de)原因主要是分子(zi)(zi)(zi)引(yin)力作用在固體表(biao)(biao)(biao)面(mian)產生(sheng)的(de)(de)一種(zhong)“表(biao)(biao)(biao)面(mian)力”，當流(liu)(liu)體流(liu)(liu)過時(shi)，流(liu)(liu)體中的(de)(de)一些分子(zi)(zi)(zi)由于做不(bu)規則運動而碰(peng)撞(zhuang)到吸(xi)(xi)附劑表(biao)(biao)(biao)面(mian)，在表(biao)(biao)(biao)面(mian)產生(sheng)分子(zi)(zi)(zi)濃聚，使流(liu)(liu)體中的(de)(de)這種(zhong)分子(zi)(zi)(zi)數目(mu)減少，達到分離(li)、清除的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

由(you)于吸附(fu)不發生(sheng)(sheng)化學變化，只要設法(fa)將濃聚在表面(mian)的(de)分(fen)子(zi)趕跑，沸石分(fen)子(zi)篩(shai)就又具(ju)有吸附(fu)能力(li)，這一過程是吸附(fu)的(de)逆(ni)過程，叫解析或再生(sheng)(sheng)。

由于(yu)沸石(shi)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)孔徑(jing)均勻(yun)，只有(you)當分(fen)子(zi)(zi)動力學(xue)直徑(jing)小于(yu)沸石(shi)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)孔徑(jing)時才能很容易進入晶穴(xue)內部而被(bei)吸附，所以(yi)沸石(shi)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)對于(yu)氣體(ti)和液體(ti)分(fen)子(zi)(zi)就猶如篩(shai)子(zi)(zi)一樣(yang)，根據分(fen)子(zi)(zi)的大小來(lai)決定是否被(bei)吸附。

由(you)于沸(fei)(fei)石(shi)分子篩晶穴(xue)內還有著較強的(de)極性(xing)，能(neng)與含極性(xing)基團的(de)分子在沸(fei)(fei)石(shi)分子篩表面發生(sheng)強的(de)作(zuo)用，或(huo)是(shi)通過誘導使可極化的(de)分子極化從而(er)產生(sheng)強吸附。

這(zhe)種極性(xing)(xing)或易極化的(de)分子易被極性(xing)(xing)沸(fei)(fei)石(shi)分子篩吸附的(de)特性(xing)(xing)體現出沸(fei)(fei)石(shi)分子篩的(de)又(you)一(yi)種吸附選擇性(xing)(xing)。

2、離子交換性能

通常所說的(de)離子(zi)交換(huan)(huan)是指沸石(shi)分子(zi)篩骨架(jia)外的(de)補償陽離子(zi)的(de)交換(huan)(huan)。沸石(shi)分子(zi)篩骨架(jia)外的(de)補償離子(zi)一(yi)般是質(zhi)子(zi)和堿(jian)金屬(shu)或堿(jian)土金屬(shu)，它們很容易在金屬(shu)鹽(yan)的(de)水溶液中被離子(zi)交換(huan)(huan)成各種價態的(de)金屬(shu)離子(zi)型沸石(shi)分子(zi)篩。

離(li)子在一定的(de)(de)條件下，如水溶液或受較高溫度時比較容易(yi)遷移。在水溶液中，由于(yu)沸石(shi)分子篩對離(li)子選擇性(xing)的(de)(de)不同，則可(ke)表現出不同的(de)(de)離(li)子交(jiao)(jiao)換性(xing)質。金(jin)屬(shu)陽離(li)子與沸石(shi)分子篩的(de)(de)水熱(re)離(li)子交(jiao)(jiao)換反(fan)應(ying)是自由擴散過程。擴散速度制約著交(jiao)(jiao)換反(fan)應(ying)速度。

通過離(li)子(zi)交換可以改(gai)(gai)變沸石(shi)分子(zi)篩孔徑(jing)的(de)(de)大小，從而改(gai)(gai)變其性能，達到擇形吸附分離(li)混合物的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。

沸(fei)(fei)石分子(zi)篩經離(li)子(zi)交換(huan)(huan)后(hou)，陽離(li)子(zi)的數(shu)目、大(da)小和位置發生改變，如高價(jia)陽離(li)子(zi)交換(huan)(huan)低價(jia)陽離(li)子(zi)后(hou)使(shi)(shi)沸(fei)(fei)石分子(zi)篩中(zhong)的陽離(li)子(zi)數(shu)目減少，往往造(zao)成位置空缺使(shi)(shi)其孔(kong)(kong)徑變大(da)；而半徑較大(da)的離(li)子(zi)交換(huan)(huan)半徑較小的離(li)子(zi)后(hou)，則(ze)易使(shi)(shi)其孔(kong)(kong)穴(xue)受到(dao)一定的阻塞(sai)，使(shi)(shi)有效孔(kong)(kong)徑有所減小。

3、催化性能

沸石(shi)分子(zi)篩具有獨特(te)的規整晶體結構(gou)，其中每一類都(dou)具有一定尺寸、形狀的孔道(dao)結構(gou)，并(bing)具有較大比(bi)表面積。

大部分(fen)沸石分(fen)子篩表(biao)面具有較強的酸中心(xin)，同時晶孔內有強大的庫侖場起極化(hua)作用。這些特性使它(ta)成為性能優異的催化(hua)劑。

多(duo)相催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)反應(ying)是在(zai)固體催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)上(shang)進行(xing)(xing)的(de)，催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)活性(xing)與(yu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)晶(jing)孔(kong)大小有關。沸(fei)(fei)石(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)作(zuo)為(wei)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)或催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)載(zai)體時，催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)反應(ying)的(de)進行(xing)(xing)受到(dao)沸(fei)(fei)石(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)晶(jing)孔(kong)大小的(de)控制。晶(jing)孔(kong)和孔(kong)道的(de)大小和形(xing)狀都可(ke)以對催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)反應(ying)起著選擇性(xing)作(zuo)用。在(zai)一般反應(ying)條(tiao)件下(xia)沸(fei)(fei)石(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)對反應(ying)方向(xiang)起主導作(zuo)用，呈(cheng)現(xian)了擇形(xing)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)，這一性(xing)能(neng)使沸(fei)(fei)石(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)作(zuo)為(wei)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)新材料具(ju)有強大生(sheng)命力。

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二、沸石分子篩的結構

它具有(you)晶體的(de)結構(gou)和特征，表面為固體骨架，內部(bu)的(de)孔(kong)(kong)穴可起(qi)到吸(xi)附(fu)(fu)分(fen)子(zi)的(de)作用。孔(kong)(kong)穴之(zhi)間有(you)孔(kong)(kong)道相互連(lian)接(jie)，分(fen)子(zi)由孔(kong)(kong)道經過。由于孔(kong)(kong)穴的(de)潔(jie)凈性質(zhi)，分(fen)子(zi)篩的(de)孔(kong)(kong)徑(jing)分(fen)布非(fei)常(chang)均一(yi)。分(fen)子(zi)篩依(yi)據其(qi)晶體內部(bu)孔(kong)(kong)穴的(de)大小(xiao)對分(fen)子(zi)進(jin)行選擇性吸(xi)附(fu)(fu)，也就是吸(xi)附(fu)(fu)一(yi)定大小(xiao)的(de)分(fen)子(zi)而排斥較大物質(zhi)的(de)分(fen)子(zi)。

沸(fei)石分(fen)子篩按(an)其孔(kong)或通(tong)道體系可(ke)(ke)分(fen)為小(xiao)孔(kong)，中孔(kong)（介孔(kong)）和雙孔(kong)沸(fei)石三個(ge)組別(bie)。可(ke)(ke)用于(yu)富氧空氣的變壓(ya)吸附分(fen)離(li)。

三、沸石分子篩的應用

沸(fei)石(shi)分(fen)子(zi)(zi)篩晶體具(ju)有吸(xi)附(fu)性(xing)、可交(jiao)換(huan)性(xing)等諸多優(you)良(liang)(liang)性(xing)能，所以(yi)被廣泛應用于石(shi)油化(hua)(hua)工(gong)(gong)工(gong)(gong)業、洗(xi)滌劑(ji)工(gong)(gong)業、精細化(hua)(hua)工(gong)(gong)等工(gong)(gong)業。在(zai)沸(fei)石(shi)分(fen)子(zi)(zi)篩的(de)(de)研究中(zhong)，以(yi)廉(lian)價天(tian)然礦物(wu)為原料制備分(fen)子(zi)(zi)篩和其功能性(xing)的(de)(de)研究是該領域(yu)中(zhong)最具(ju)有價值(zhi)的(de)(de)研究之(zhi)一(yi)。紅輝沸(fei)石(shi)屬(shu)于輝沸(fei)石(shi)族，是其中(zhong)的(de)(de)一(yi)個(ge)礦物(wu)種，紅輝沸(fei)石(shi)以(yi)含(han)水架(jia)狀鋁(lv)硅酸鹽(yan)為基(ji)礎結構(gou)，在(zai)不(bu)同溫度(du)環境下對各種陽離(li)子(zi)(zi)具(ju)有選擇吸(xi)附(fu)性(xing)，且具(ju)有良(liang)(liang)好的(de)(de)催化(hua)(hua)功能、可加(jia)(jia)工(gong)(gong)性(xing)能、低硬度(du)、低熱膨脹性(xing)能，且熱穩定性(xing)較好，被廣泛應用于環境材料，農牧業改良(liang)(liang)，化(hua)(hua)工(gong)(gong)添加(jia)(jia)劑(ji)和吸(xi)附(fu)劑(ji)等領域(yu)。

1、畜牧業生產

分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)獨特(te)的(de)(de)結構決定了其有良好的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)性能(neng)和(he)離(li)子(zi)(zi)交換性能(neng)，利(li)用(yong)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)為載體，吸(xi)附(fu)(fu)接枝抗(kang)菌物質制成飼料添加(jia)劑(ji)(ji)，可以增加(jia)抗(kang)菌劑(ji)(ji)的(de)(de)緩釋能(neng)力(li)，提(ti)高(gao)抗(kang)菌劑(ji)(ji)利(li)用(yong)效率，從(cong)而達到事半功(gong)倍的(de)(de)目的(de)(de)，同時，分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)自身也具有一定的(de)(de)殺菌能(neng)力(li)，能(neng)提(ti)高(gao)牲畜的(de)(de)抗(kang)病(bing)能(neng)力(li)，且分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)無毒(du)無害，性能(neng)穩定，不(bu)會被動物吸(xi)收。利(li)用(yong)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)吸(xi)附(fu)(fu)二甲酸(suan)(suan)鉀制得的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)抗(kang)菌劑(ji)(ji)能(neng)大幅度提(ti)高(gao)二甲酸(suan)(suan)鉀的(de)(de)抑(yi)菌能(neng)力(li)。

2、醫藥產業

利用(yong)(yong)分(fen)子(zi)篩良(liang)好(hao)的(de)吸(xi)附性能(neng)(neng)和(he)分(fen)散性能(neng)(neng)，可(ke)以(yi)(yi)作(zuo)(zuo)為藥物的(de)載(zai)體，對藥物中的(de)有效成(cheng)分(fen)進行(xing)吸(xi)附接枝(zhi)，可(ke)以(yi)(yi)提高藥物的(de)緩釋性能(neng)(neng)，增強藥效，延長藥物作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)的(de)時間，且(qie)分(fen)子(zi)篩無(wu)(wu)毒(du)無(wu)(wu)害，服(fu)用(yong)(yong)之后在人身體內(nei)不(bu)發生吸(xi)收，對身體無(wu)(wu)毒(du)副(fu)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)。還(huan)可(ke)以(yi)(yi)載(zai)入特定病菌(jun)(jun)，有效地抑制細菌(jun)(jun)生長。沸石分(fen)子(zi)篩良(liang)好(hao)的(de)離(li)子(zi)交(jiao)換(huan)性能(neng)(neng)可(ke)以(yi)(yi)吸(xi)附交(jiao)換(huan)重(zhong)金屬(shu)離(li)子(zi)，從(cong)而可(ke)以(yi)(yi)制備(bei)高度(du)活性和(he)耐(nai)久(jiu)性的(de)抗(kang)菌(jun)(jun)劑。

3、污水處理

天然紅輝(hui)沸(fei)石(shi)具有一(yi)定(ding)的(de)離(li)(li)子(zi)交換和吸附性(xing)能，利用其(qi)性(xing)能可以從污水中吸附氨氮(dan)，從而(er)達到凈(jing)化(hua)污水的(de)效果。天然紅輝(hui)沸(fei)石(shi)經過特殊(shu)處(chu)理之(zhi)后，可以形(xing)成分子(zi)篩，分子(zi)篩的(de)離(li)(li)子(zi)交換與吸附性(xing)能遠遠高于天然沸(fei)石(shi)，這(zhe)使其(qi)能夠更好地吸附污水中的(de)重金屬離(li)(li)子(zi)及(ji)其(qi)他有害離(li)(li)子(zi)，如：鎳、鋅(xin)、鉻、鎘、汞、鐵等離(li)(li)子(zi)及(ji)酚、氨氮(dan)、三(san)氮(dan)、磷酸根離(li)(li)子(zi)等有機物，因此(ci)，分子(zi)篩是處(chu)理污水的(de)新型材料。

4、農業

利用分子篩的(de)吸附(fu)性(xing)能及陽離子(zi)交換性(xing)能，可(ke)以改(gai)良(liang)土壤性(xing)能，降低土壤pH，提高(gao)農作(zuo)物需要的(de)微(wei)量元素(su)的(de)供應，交換農作(zuo)物所需要的(de)K、Na、Mg、Ca等(deng)離子(zi)，起(qi)到間(jian)接肥(fei)的(de)作(zuo)用。同時，分(fen)子(zi)篩(shai)可(ke)以吸附(fu)雙氫胺等(deng)物質配成肥(fei)料緩(huan)釋劑，不僅大(da)幅度提高(gao)了(le)氮(dan)肥(fei)實際利用率，延長氮(dan)肥(fei)有(you)效期，還可(ke)以改(gai)善農作(zuo)物營養(yang)狀(zhuang)況(kuang)，提高(gao)農作(zuo)物生(sheng)長活(huo)力和抵御(yu)病(bing)毒(du)能力，最(zui)終達到農作(zuo)物增產增收的(de)目的(de)。