一、沸石分子篩的性能

1、吸附性能

沸石分子篩的(de)(de)吸附(fu)是一(yi)種物理變化過程。產(chan)生吸附(fu)的(de)(de)原因(yin)主(zhu)要是分子引力作(zuo)用在(zai)(zai)固體(ti)表面(mian)(mian)產(chan)生的(de)(de)一(yi)種“表面(mian)(mian)力”，當流(liu)體(ti)流(liu)過時，流(liu)體(ti)中(zhong)的(de)(de)一(yi)些分子由于(yu)做不規(gui)則(ze)運動而(er)碰撞到吸附(fu)劑表面(mian)(mian)，在(zai)(zai)表面(mian)(mian)產(chan)生分子濃聚，使流(liu)體(ti)中(zhong)的(de)(de)這種分子數目減少，達到分離、清除的(de)(de)目的(de)(de)。

由(you)于吸附(fu)(fu)不(bu)發生化學變化，只(zhi)要設法將濃聚在(zai)表面的分子趕跑，沸石分子篩就又具有吸附(fu)(fu)能力，這一(yi)過程(cheng)(cheng)是(shi)吸附(fu)(fu)的逆過程(cheng)(cheng)，叫解析或再(zai)生。

由(you)于沸石(shi)(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)孔(kong)徑(jing)均(jun)勻，只有當(dang)分(fen)子(zi)動力學(xue)直徑(jing)小于沸石(shi)(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)孔(kong)徑(jing)時才能很容易進入晶穴內部而被吸附，所以沸石(shi)(shi)分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)對于氣體和液(ye)體分(fen)子(zi)就猶如篩(shai)(shai)子(zi)一樣，根據分(fen)子(zi)的大小來(lai)決(jue)定(ding)是否(fou)被吸附。

由于沸石分子(zi)(zi)篩(shai)晶穴內(nei)還有著較強(qiang)的極性，能與含極性基團的分子(zi)(zi)在沸石分子(zi)(zi)篩(shai)表面發生強(qiang)的作用(yong)，或是通過誘導使(shi)可極化的分子(zi)(zi)極化從而產生強(qiang)吸附(fu)。

這種極(ji)性或易(yi)極(ji)化的分(fen)子(zi)易(yi)被極(ji)性沸石(shi)分(fen)子(zi)篩吸(xi)附(fu)的特性體現(xian)出沸石(shi)分(fen)子(zi)篩的又一種吸(xi)附(fu)選擇性。

2、離子交換性能

通常(chang)所說的(de)(de)(de)離(li)子交(jiao)(jiao)換(huan)是指沸(fei)石(shi)分(fen)子篩骨架外(wai)的(de)(de)(de)補償陽離(li)子的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)換(huan)。沸(fei)石(shi)分(fen)子篩骨架外(wai)的(de)(de)(de)補償離(li)子一般是質子和堿金屬(shu)或(huo)堿土金屬(shu)，它們很容易在金屬(shu)鹽的(de)(de)(de)水溶液中被離(li)子交(jiao)(jiao)換(huan)成(cheng)各種價態的(de)(de)(de)金屬(shu)離(li)子型(xing)沸(fei)石(shi)分(fen)子篩。

離(li)子在(zai)一定的條件下，如水溶(rong)液或(huo)受較高溫度(du)時比(bi)較容易遷移。在(zai)水溶(rong)液中(zhong)，由于沸石分子篩對(dui)離(li)子選擇性的不同，則可表現(xian)出(chu)不同的離(li)子交換(huan)(huan)(huan)性質。金屬陽離(li)子與沸石分子篩的水熱離(li)子交換(huan)(huan)(huan)反(fan)應是自由擴散(san)過程(cheng)。擴散(san)速(su)度(du)制約著交換(huan)(huan)(huan)反(fan)應速(su)度(du)。

通(tong)過離子交換可以(yi)改變沸石分子篩孔徑的(de)大小，從而改變其性能，達到擇(ze)形吸附分離混合(he)物的(de)目的(de)。

沸石(shi)分子(zi)篩經離(li)子(zi)交(jiao)換后，陽(yang)離(li)子(zi)的(de)數目(mu)、大(da)小和位(wei)置(zhi)發(fa)生改變，如高價陽(yang)離(li)子(zi)交(jiao)換低價陽(yang)離(li)子(zi)后使沸石(shi)分子(zi)篩中的(de)陽(yang)離(li)子(zi)數目(mu)減(jian)少，往往造(zao)成位(wei)置(zhi)空(kong)缺使其(qi)孔徑(jing)(jing)變大(da)；而(er)半徑(jing)(jing)較大(da)的(de)離(li)子(zi)交(jiao)換半徑(jing)(jing)較小的(de)離(li)子(zi)后，則易使其(qi)孔穴受(shou)到一定的(de)阻塞，使有效孔徑(jing)(jing)有所減(jian)小。

3、催化性能

沸石分子篩具(ju)(ju)(ju)有獨特(te)的(de)規整晶體結(jie)(jie)構，其中每一(yi)類(lei)都具(ju)(ju)(ju)有一(yi)定尺(chi)寸、形狀的(de)孔道結(jie)(jie)構，并具(ju)(ju)(ju)有較大(da)比表面積。

大(da)部分(fen)沸石(shi)分(fen)子篩表(biao)面具有較強的酸中心，同時晶孔內有強大(da)的庫侖場起(qi)極化作(zuo)用。這些特性使它成為性能優異的催(cui)化劑(ji)。

多(duo)相催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)反應(ying)(ying)是在固體催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑上(shang)進行的(de)(de)(de)(de)，催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)活性(xing)(xing)與(yu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)(de)晶(jing)孔(kong)(kong)大(da)小有關。沸(fei)石分(fen)子(zi)篩作為(wei)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑或(huo)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑載體時，催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)反應(ying)(ying)的(de)(de)(de)(de)進行受到(dao)沸(fei)石分(fen)子(zi)篩晶(jing)孔(kong)(kong)大(da)小的(de)(de)(de)(de)控(kong)制。晶(jing)孔(kong)(kong)和孔(kong)(kong)道的(de)(de)(de)(de)大(da)小和形狀都可以對催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)反應(ying)(ying)起(qi)著(zhu)選擇(ze)性(xing)(xing)作用。在一般反應(ying)(ying)條件下(xia)沸(fei)石分(fen)子(zi)篩對反應(ying)(ying)方向起(qi)主導(dao)作用，呈(cheng)現了擇(ze)形催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)性(xing)(xing)能，這(zhe)一性(xing)(xing)能使沸(fei)石分(fen)子(zi)篩作為(wei)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)新材料具(ju)有強大(da)生命力。

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

它具有晶體的(de)結構和特(te)征，表(biao)面為固體骨架，內部的(de)孔(kong)(kong)穴(xue)可起到吸附(fu)分(fen)(fen)子(zi)(zi)的(de)作用。孔(kong)(kong)穴(xue)之間(jian)有孔(kong)(kong)道相(xiang)互(hu)連接，分(fen)(fen)子(zi)(zi)由孔(kong)(kong)道經過。由于孔(kong)(kong)穴(xue)的(de)潔凈性質，分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩(shai)的(de)孔(kong)(kong)徑分(fen)(fen)布(bu)非常均一(yi)。分(fen)(fen)子(zi)(zi)篩(shai)依據其(qi)晶體內部孔(kong)(kong)穴(xue)的(de)大(da)小對分(fen)(fen)子(zi)(zi)進行選擇性吸附(fu)，也就是吸附(fu)一(yi)定大(da)小的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)而(er)排斥較大(da)物質的(de)分(fen)(fen)子(zi)(zi)。

沸(fei)石(shi)分(fen)子篩(shai)按其孔(kong)或通道體系可分(fen)為小孔(kong)，中孔(kong)（介孔(kong)）和雙孔(kong)沸(fei)石(shi)三個組別。可用于(yu)富氧(yang)空氣的變壓吸附分(fen)離。

三、沸石分子篩的應用

沸(fei)石(shi)分子(zi)篩晶體具(ju)有(you)(you)(you)吸附性(xing)(xing)(xing)、可交換性(xing)(xing)(xing)等(deng)諸多優(you)良(liang)性(xing)(xing)(xing)能(neng)，所以被廣(guang)泛應用于(yu)石(shi)油化工(gong)(gong)工(gong)(gong)業、洗滌劑(ji)工(gong)(gong)業、精細化工(gong)(gong)等(deng)工(gong)(gong)業。在沸(fei)石(shi)分子(zi)篩的研究中，以廉價(jia)(jia)天然礦(kuang)物(wu)為原料制(zhi)備分子(zi)篩和(he)其(qi)功(gong)能(neng)性(xing)(xing)(xing)的研究是該(gai)領域中最具(ju)有(you)(you)(you)價(jia)(jia)值的研究之一。紅輝沸(fei)石(shi)屬于(yu)輝沸(fei)石(shi)族，是其(qi)中的一個礦(kuang)物(wu)種，紅輝沸(fei)石(shi)以含水架狀鋁硅酸鹽為基礎結構，在不同(tong)溫度環(huan)境(jing)下對(dui)各種陽離子(zi)具(ju)有(you)(you)(you)選擇(ze)吸附性(xing)(xing)(xing)，且具(ju)有(you)(you)(you)良(liang)好的催化功(gong)能(neng)、可加工(gong)(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)、低(di)硬度、低(di)熱膨脹性(xing)(xing)(xing)能(neng)，且熱穩定性(xing)(xing)(xing)較好，被廣(guang)泛應用于(yu)環(huan)境(jing)材料，農(nong)牧業改良(liang)，化工(gong)(gong)添(tian)加劑(ji)和(he)吸附劑(ji)等(deng)領域。

1、畜牧業生產

分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)獨特的(de)(de)結(jie)構決定(ding)了其有(you)良好的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)性(xing)能(neng)(neng)和離子(zi)(zi)(zi)交換性(xing)能(neng)(neng)，利(li)用分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)為(wei)載體，吸(xi)(xi)(xi)附(fu)接枝抗(kang)菌物質制(zhi)成飼料添加劑(ji)，可以增加抗(kang)菌劑(ji)的(de)(de)緩釋能(neng)(neng)力(li)，提(ti)高抗(kang)菌劑(ji)利(li)用效(xiao)率，從而(er)達到事半功倍(bei)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)，同時，分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)自身也具有(you)一定(ding)的(de)(de)殺菌能(neng)(neng)力(li)，能(neng)(neng)提(ti)高牲(sheng)畜的(de)(de)抗(kang)病能(neng)(neng)力(li)，且分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)無毒無害，性(xing)能(neng)(neng)穩定(ding)，不會被(bei)動物吸(xi)(xi)(xi)收。利(li)用分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)二甲(jia)酸(suan)鉀(jia)制(zhi)得的(de)(de)分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)抗(kang)菌劑(ji)能(neng)(neng)大幅(fu)度提(ti)高二甲(jia)酸(suan)鉀(jia)的(de)(de)抑菌能(neng)(neng)力(li)。

2、醫藥產業

利(li)用(yong)(yong)分(fen)子(zi)(zi)篩良好(hao)的(de)(de)吸附(fu)性(xing)(xing)能和(he)分(fen)散性(xing)(xing)能，可(ke)以(yi)作為藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)載(zai)體(ti)，對(dui)藥(yao)(yao)物(wu)中的(de)(de)有效成分(fen)進(jin)行(xing)吸附(fu)接(jie)枝(zhi)，可(ke)以(yi)提高(gao)藥(yao)(yao)物(wu)的(de)(de)緩釋性(xing)(xing)能，增(zeng)強藥(yao)(yao)效，延長藥(yao)(yao)物(wu)作用(yong)(yong)的(de)(de)時間，且(qie)分(fen)子(zi)(zi)篩無(wu)毒(du)無(wu)害，服用(yong)(yong)之后在人身體(ti)內不發生吸收，對(dui)身體(ti)無(wu)毒(du)副作用(yong)(yong)。還可(ke)以(yi)載(zai)入特定(ding)病菌，有效地抑制細(xi)菌生長。沸(fei)石分(fen)子(zi)(zi)篩良好(hao)的(de)(de)離子(zi)(zi)交換(huan)性(xing)(xing)能可(ke)以(yi)吸附(fu)交換(huan)重金屬(shu)離子(zi)(zi)，從而可(ke)以(yi)制備高(gao)度活性(xing)(xing)和(he)耐久性(xing)(xing)的(de)(de)抗菌劑。

3、污水處理

天(tian)然(ran)(ran)紅(hong)輝(hui)沸石具有(you)一定的離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)和吸(xi)附性(xing)能，利用其(qi)性(xing)能可以(yi)從污(wu)水(shui)中(zhong)吸(xi)附氨氮(dan)，從而達到凈化污(wu)水(shui)的效果。天(tian)然(ran)(ran)紅(hong)輝(hui)沸石經過特殊(shu)處理之后，可以(yi)形成分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩，分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩的離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)與(yu)吸(xi)附性(xing)能遠(yuan)遠(yuan)高于天(tian)然(ran)(ran)沸石，這使(shi)其(qi)能夠更(geng)好地吸(xi)附污(wu)水(shui)中(zhong)的重金屬離(li)子(zi)(zi)(zi)及其(qi)他有(you)害離(li)子(zi)(zi)(zi)，如：鎳、鋅、鉻、鎘、汞、鐵等離(li)子(zi)(zi)(zi)及酚、氨氮(dan)、三氮(dan)、磷(lin)酸根離(li)子(zi)(zi)(zi)等有(you)機物(wu)，因此(ci)，分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩是處理污(wu)水(shui)的新型材(cai)料(liao)。

4、農業

利用分子篩的(de)吸(xi)(xi)附(fu)性能(neng)及陽離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換性能(neng)，可以改(gai)良土壤性能(neng)，降(jiang)低土壤pH，提(ti)高(gao)農(nong)作物(wu)(wu)需要的(de)微量(liang)元(yuan)素的(de)供應，交(jiao)換農(nong)作物(wu)(wu)所需要的(de)K、Na、Mg、Ca等離(li)子(zi)(zi)(zi)，起到間接肥的(de)作用。同時(shi)，分子(zi)(zi)(zi)篩可以吸(xi)(xi)附(fu)雙氫胺等物(wu)(wu)質(zhi)配成肥料緩釋(shi)劑，不僅大幅度提(ti)高(gao)了氮(dan)肥實際(ji)利用率(lv)，延(yan)長氮(dan)肥有效(xiao)期，還可以改(gai)善(shan)農(nong)作物(wu)(wu)營養狀(zhuang)況，提(ti)高(gao)農(nong)作物(wu)(wu)生長活力和(he)抵御病毒能(neng)力，最(zui)終達(da)到農(nong)作物(wu)(wu)增產增收的(de)目的(de)。