一、沸石分子篩的性能

1、吸附性能

沸石分子篩的(de)(de)吸(xi)附(fu)是(shi)一(yi)種(zhong)物(wu)理變化過程。產生(sheng)(sheng)吸(xi)附(fu)的(de)(de)原因主要是(shi)分(fen)(fen)(fen)子引力(li)(li)作用在(zai)固體表(biao)面(mian)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)一(yi)種(zhong)“表(biao)面(mian)力(li)(li)”，當流體流過時，流體中的(de)(de)一(yi)些分(fen)(fen)(fen)子由于(yu)做不規則(ze)運(yun)動而碰撞到(dao)吸(xi)附(fu)劑表(biao)面(mian)，在(zai)表(biao)面(mian)產生(sheng)(sheng)分(fen)(fen)(fen)子濃聚，使流體中的(de)(de)這(zhe)種(zhong)分(fen)(fen)(fen)子數(shu)目減(jian)少(shao)，達到(dao)分(fen)(fen)(fen)離、清除的(de)(de)目的(de)(de)。

由于吸(xi)附(fu)不發生(sheng)化學(xue)變化，只要設法將(jiang)濃聚在表面的分子趕跑，沸石分子篩就又具有吸(xi)附(fu)能力，這一過程(cheng)是吸(xi)附(fu)的逆(ni)過程(cheng)，叫(jiao)解析或再生(sheng)。

由于(yu)(yu)沸石(shi)分子(zi)(zi)篩(shai)(shai)孔徑(jing)均(jun)勻，只有(you)當(dang)分子(zi)(zi)動力學直徑(jing)小(xiao)于(yu)(yu)沸石(shi)分子(zi)(zi)篩(shai)(shai)孔徑(jing)時(shi)才能很容易(yi)進入晶穴內部而被(bei)吸附，所(suo)以沸石(shi)分子(zi)(zi)篩(shai)(shai)對于(yu)(yu)氣體(ti)和液體(ti)分子(zi)(zi)就猶如篩(shai)(shai)子(zi)(zi)一樣，根據分子(zi)(zi)的(de)大小(xiao)來決定(ding)是否被(bei)吸附。

由于沸(fei)石分子(zi)篩(shai)(shai)晶穴內(nei)還有著較強(qiang)的(de)極(ji)性，能與含極(ji)性基(ji)團的(de)分子(zi)在沸(fei)石分子(zi)篩(shai)(shai)表面發生強(qiang)的(de)作用，或是通過(guo)誘導使可極(ji)化(hua)的(de)分子(zi)極(ji)化(hua)從(cong)而產(chan)生強(qiang)吸附。

這種極性或易(yi)極化的分子易(yi)被(bei)極性沸(fei)石分子篩吸附的特性體現出沸(fei)石分子篩的又(you)一種吸附選擇性。

2、離子交換性能

通常所(suo)說的離(li)子(zi)交換(huan)是指沸石(shi)分子(zi)篩(shai)骨架外的補償陽離(li)子(zi)的交換(huan)。沸石(shi)分子(zi)篩(shai)骨架外的補償離(li)子(zi)一般是質子(zi)和堿金(jin)(jin)(jin)屬或堿土金(jin)(jin)(jin)屬，它們(men)很容(rong)易(yi)在金(jin)(jin)(jin)屬鹽的水溶液中被(bei)離(li)子(zi)交換(huan)成各(ge)種價態的金(jin)(jin)(jin)屬離(li)子(zi)型沸石(shi)分子(zi)篩(shai)。

離(li)(li)子(zi)在一定的(de)(de)條(tiao)件下(xia)，如水溶(rong)液或受較高溫(wen)度時比較容易(yi)遷移。在水溶(rong)液中，由(you)于(yu)沸(fei)石分子(zi)篩(shai)對(dui)離(li)(li)子(zi)選擇性的(de)(de)不(bu)同(tong)，則可表現出不(bu)同(tong)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)交換(huan)性質。金屬陽離(li)(li)子(zi)與沸(fei)石分子(zi)篩(shai)的(de)(de)水熱離(li)(li)子(zi)交換(huan)反應是自由(you)擴散(san)過程。擴散(san)速(su)度制約著交換(huan)反應速(su)度。

通過離(li)子交換可以改(gai)(gai)變沸(fei)石分子篩(shai)孔徑的(de)大小，從而改(gai)(gai)變其性(xing)能，達到擇形吸附(fu)分離(li)混合物的(de)目的(de)。

沸(fei)石分子(zi)(zi)(zi)篩經(jing)離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)后(hou)，陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)的數目、大(da)小(xiao)和位(wei)置發生改變(bian)，如高價陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)低(di)價陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)后(hou)使沸(fei)石分子(zi)(zi)(zi)篩中(zhong)的陽(yang)離(li)子(zi)(zi)(zi)數目減少，往往造成位(wei)置空缺使其孔(kong)徑(jing)(jing)變(bian)大(da)；而半徑(jing)(jing)較大(da)的離(li)子(zi)(zi)(zi)交(jiao)換(huan)半徑(jing)(jing)較小(xiao)的離(li)子(zi)(zi)(zi)后(hou)，則易使其孔(kong)穴(xue)受到一定(ding)的阻塞(sai)，使有效孔(kong)徑(jing)(jing)有所減小(xiao)。

3、催化性能

沸(fei)石分子(zi)篩具(ju)(ju)有(you)獨特(te)的(de)規整晶體結構(gou)，其(qi)中每一(yi)類(lei)都具(ju)(ju)有(you)一(yi)定(ding)尺寸(cun)、形狀的(de)孔(kong)道結構(gou)，并具(ju)(ju)有(you)較大比表面(mian)積。

大(da)部分(fen)沸石分(fen)子篩表(biao)面(mian)具有較強的酸中心，同時晶孔內有強大(da)的庫侖場(chang)起極化(hua)作(zuo)用。這些特性使它成為(wei)性能(neng)優異的催化(hua)劑。

多(duo)相催(cui)化(hua)反(fan)應(ying)是在固(gu)體催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)上進行的，催(cui)化(hua)活性與催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)的晶孔大(da)小(xiao)有關。沸(fei)石分子(zi)篩(shai)(shai)(shai)作為催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)或催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)載(zai)體時，催(cui)化(hua)反(fan)應(ying)的進行受到(dao)沸(fei)石分子(zi)篩(shai)(shai)(shai)晶孔大(da)小(xiao)的控制。晶孔和(he)孔道的大(da)小(xiao)和(he)形(xing)(xing)狀都可(ke)以對(dui)催(cui)化(hua)反(fan)應(ying)起(qi)著選(xuan)擇性作用。在一般反(fan)應(ying)條件下沸(fei)石分子(zi)篩(shai)(shai)(shai)對(dui)反(fan)應(ying)方向起(qi)主(zhu)導作用，呈現了(le)擇形(xing)(xing)催(cui)化(hua)性能，這(zhe)一性能使沸(fei)石分子(zi)篩(shai)(shai)(shai)作為催(cui)化(hua)新材料(liao)具有強大(da)生命力。

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二、沸石分子篩的結構

它具(ju)有晶(jing)體(ti)(ti)的(de)結構和特征，表面為固(gu)體(ti)(ti)骨(gu)架，內(nei)部(bu)(bu)的(de)孔(kong)穴(xue)可(ke)起到吸附(fu)分(fen)(fen)子的(de)作用。孔(kong)穴(xue)之間(jian)有孔(kong)道相互連接，分(fen)(fen)子由孔(kong)道經過。由于孔(kong)穴(xue)的(de)潔(jie)凈性質，分(fen)(fen)子篩的(de)孔(kong)徑分(fen)(fen)布非常均一(yi)。分(fen)(fen)子篩依(yi)據其(qi)晶(jing)體(ti)(ti)內(nei)部(bu)(bu)孔(kong)穴(xue)的(de)大(da)小(xiao)對(dui)分(fen)(fen)子進行選擇性吸附(fu)，也就是(shi)吸附(fu)一(yi)定大(da)小(xiao)的(de)分(fen)(fen)子而排斥較(jiao)大(da)物質的(de)分(fen)(fen)子。

沸(fei)石分(fen)(fen)子篩按其孔(kong)(kong)或(huo)通道體系可(ke)分(fen)(fen)為小孔(kong)(kong)，中孔(kong)(kong)（介孔(kong)(kong)）和(he)雙孔(kong)(kong)沸(fei)石三個組別(bie)。可(ke)用于富氧空氣的變壓吸(xi)附(fu)分(fen)(fen)離。

三、沸石分子篩的應用

沸(fei)石(shi)分子(zi)篩晶(jing)體具有吸附(fu)性、可交換性等(deng)(deng)諸多優良性能，所以被廣泛應用(yong)于(yu)石(shi)油(you)化工(gong)工(gong)業(ye)、洗滌劑(ji)工(gong)業(ye)、精細化工(gong)等(deng)(deng)工(gong)業(ye)。在沸(fei)石(shi)分子(zi)篩的研究(jiu)中(zhong)(zhong)，以廉價(jia)天(tian)然礦物為原料(liao)制備分子(zi)篩和其(qi)功能性的研究(jiu)是該領(ling)域(yu)中(zhong)(zhong)最具有價(jia)值(zhi)的研究(jiu)之一。紅輝沸(fei)石(shi)屬(shu)于(yu)輝沸(fei)石(shi)族，是其(qi)中(zhong)(zhong)的一個(ge)礦物種(zhong)，紅輝沸(fei)石(shi)以含水架狀鋁硅酸鹽為基礎(chu)結構，在不同溫度環境下對各(ge)種(zhong)陽離子(zi)具有選擇吸附(fu)性，且(qie)具有良好的催化功能、可加工(gong)性能、低硬度、低熱膨脹性能，且(qie)熱穩定性較(jiao)好，被廣泛應用(yong)于(yu)環境材料(liao)，農牧業(ye)改良，化工(gong)添加劑(ji)和吸附(fu)劑(ji)等(deng)(deng)領(ling)域(yu)。

1、畜牧業生產

分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)(shai)(shai)獨特的結構決定了其有良(liang)好的吸附性能(neng)(neng)(neng)和離(li)子(zi)(zi)(zi)交換性能(neng)(neng)(neng)，利(li)用(yong)(yong)分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)(shai)(shai)為載體，吸附接枝抗(kang)菌(jun)(jun)物質制成(cheng)飼料添加劑，可以增加抗(kang)菌(jun)(jun)劑的緩釋能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，提高抗(kang)菌(jun)(jun)劑利(li)用(yong)(yong)效(xiao)率，從而達到事半功倍的目(mu)的，同時，分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)(shai)(shai)自身也具有一定的殺菌(jun)(jun)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，能(neng)(neng)(neng)提高牲畜的抗(kang)病能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，且分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)(shai)(shai)無毒無害，性能(neng)(neng)(neng)穩定，不會被動物吸收。利(li)用(yong)(yong)分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)(shai)(shai)吸附二(er)甲(jia)酸(suan)鉀制得的分(fen)子(zi)(zi)(zi)篩(shai)(shai)(shai)抗(kang)菌(jun)(jun)劑能(neng)(neng)(neng)大幅度提高二(er)甲(jia)酸(suan)鉀的抑菌(jun)(jun)能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。

2、醫藥產業

利用(yong)分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)良好的吸附性(xing)能和分(fen)(fen)散性(xing)能，可(ke)(ke)(ke)以作(zuo)為藥物的載體，對藥物中的有(you)效(xiao)成分(fen)(fen)進行(xing)吸附接枝，可(ke)(ke)(ke)以提高(gao)藥物的緩釋性(xing)能，增強藥效(xiao)，延長藥物作(zuo)用(yong)的時(shi)間，且分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)無(wu)毒無(wu)害，服(fu)用(yong)之后在人身體內不發生吸收，對身體無(wu)毒副作(zuo)用(yong)。還可(ke)(ke)(ke)以載入(ru)特定(ding)病(bing)菌，有(you)效(xiao)地(di)抑制細菌生長。沸石分(fen)(fen)子(zi)篩(shai)良好的離子(zi)交換性(xing)能可(ke)(ke)(ke)以吸附交換重(zhong)金屬離子(zi)，從而可(ke)(ke)(ke)以制備高(gao)度活(huo)性(xing)和耐(nai)久性(xing)的抗菌劑。

3、污水處理

天然紅輝(hui)沸(fei)石(shi)具有一定(ding)的離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換和吸附(fu)性能(neng)(neng)，利(li)用其性能(neng)(neng)可以從(cong)污(wu)(wu)水中吸附(fu)氨氮，從(cong)而達到凈化污(wu)(wu)水的效果。天然紅輝(hui)沸(fei)石(shi)經過特殊處(chu)理之后，可以形成分子(zi)(zi)篩，分子(zi)(zi)篩的離(li)子(zi)(zi)交(jiao)換與吸附(fu)性能(neng)(neng)遠遠高于(yu)天然沸(fei)石(shi)，這使(shi)其能(neng)(neng)夠更好地吸附(fu)污(wu)(wu)水中的重金屬離(li)子(zi)(zi)及其他有害離(li)子(zi)(zi)，如：鎳、鋅、鉻、鎘、汞、鐵(tie)等離(li)子(zi)(zi)及酚(fen)、氨氮、三氮、磷酸根離(li)子(zi)(zi)等有機物，因此，分子(zi)(zi)篩是處(chu)理污(wu)(wu)水的新型材料。

4、農業

利用分子篩的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)性能及陽離(li)子交(jiao)換(huan)性能，可以(yi)(yi)改良土壤(rang)性能，降低土壤(rang)pH，提高(gao)農(nong)作(zuo)(zuo)物(wu)需要的(de)(de)微量元(yuan)素的(de)(de)供應(ying)，交(jiao)換(huan)農(nong)作(zuo)(zuo)物(wu)所需要的(de)(de)K、Na、Mg、Ca等離(li)子，起到間接(jie)肥(fei)(fei)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用。同時，分子篩可以(yi)(yi)吸(xi)(xi)附(fu)雙(shuang)氫(qing)胺等物(wu)質配成肥(fei)(fei)料緩釋劑，不(bu)僅大幅度提高(gao)了氮肥(fei)(fei)實際(ji)利(li)用率，延長氮肥(fei)(fei)有效期，還可以(yi)(yi)改善(shan)農(nong)作(zuo)(zuo)物(wu)營(ying)養狀況，提高(gao)農(nong)作(zuo)(zuo)物(wu)生(sheng)長活(huo)力(li)(li)和抵御(yu)病毒能力(li)(li)，最終達到農(nong)作(zuo)(zuo)物(wu)增(zeng)(zeng)產增(zeng)(zeng)收的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。