一、沸石分子篩的性能

1、吸附性能

沸石分子篩的(de)吸附是一種物理變化過程(cheng)。產(chan)生(sheng)吸附的(de)原因主(zhu)要(yao)是分子(zi)引(yin)力作用在(zai)固(gu)體(ti)(ti)表面產(chan)生(sheng)的(de)一種“表面力”，當流體(ti)(ti)流過時，流體(ti)(ti)中的(de)一些分子(zi)由(you)于做(zuo)不規(gui)則(ze)運動而碰撞到吸附劑表面，在(zai)表面產(chan)生(sheng)分子(zi)濃聚，使流體(ti)(ti)中的(de)這(zhe)種分子(zi)數目減少，達到分離、清除(chu)的(de)目的(de)。

由于吸(xi)附(fu)不發生化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)，只要(yao)設(she)法將(jiang)濃聚在表(biao)面的分子(zi)趕(gan)跑，沸石分子(zi)篩就又(you)具有吸(xi)附(fu)能力，這一過程(cheng)是吸(xi)附(fu)的逆過程(cheng)，叫解析或再生。

由(you)于(yu)沸石分(fen)子(zi)(zi)篩孔徑均勻，只有當分(fen)子(zi)(zi)動力(li)學直徑小于(yu)沸石分(fen)子(zi)(zi)篩孔徑時才能很容易進(jin)入(ru)晶穴內部(bu)而被吸附(fu)，所以沸石分(fen)子(zi)(zi)篩對于(yu)氣體和液(ye)體分(fen)子(zi)(zi)就猶如篩子(zi)(zi)一樣，根據分(fen)子(zi)(zi)的大(da)小來決定是否被吸附(fu)。

由于沸(fei)石(shi)分子(zi)篩晶穴(xue)內還有(you)著(zhu)較(jiao)強(qiang)的極(ji)性(xing)，能與(yu)含極(ji)性(xing)基團的分子(zi)在沸(fei)石(shi)分子(zi)篩表面發生(sheng)(sheng)強(qiang)的作(zuo)用，或是(shi)通(tong)過誘導使可極(ji)化(hua)的分子(zi)極(ji)化(hua)從(cong)而產生(sheng)(sheng)強(qiang)吸(xi)附。

這種極(ji)(ji)性或易(yi)極(ji)(ji)化的(de)(de)分(fen)子易(yi)被(bei)極(ji)(ji)性沸石分(fen)子篩吸(xi)附的(de)(de)特性體(ti)現出沸石分(fen)子篩的(de)(de)又一種吸(xi)附選擇(ze)性。

2、離子交換性能

通常所說(shuo)的(de)離(li)子(zi)交換是(shi)指沸(fei)石分子(zi)篩骨架(jia)外(wai)的(de)補償陽離(li)子(zi)的(de)交換。沸(fei)石分子(zi)篩骨架(jia)外(wai)的(de)補償離(li)子(zi)一般是(shi)質子(zi)和堿金(jin)(jin)屬(shu)或(huo)堿土金(jin)(jin)屬(shu)，它們很容易在金(jin)(jin)屬(shu)鹽的(de)水(shui)溶液中被(bei)離(li)子(zi)交換成各種(zhong)價態的(de)金(jin)(jin)屬(shu)離(li)子(zi)型沸(fei)石分子(zi)篩。

離子(zi)在一定的(de)(de)條件下，如水溶液(ye)或受較高溫度時比(bi)較容(rong)易遷移。在水溶液(ye)中，由(you)于沸(fei)石分子(zi)篩(shai)對(dui)離子(zi)選擇性(xing)的(de)(de)不同(tong)，則可表現出不同(tong)的(de)(de)離子(zi)交(jiao)換性(xing)質。金屬陽(yang)離子(zi)與沸(fei)石分子(zi)篩(shai)的(de)(de)水熱(re)離子(zi)交(jiao)換反(fan)應是自(zi)由(you)擴散(san)過(guo)程。擴散(san)速(su)(su)度制(zhi)約(yue)著交(jiao)換反(fan)應速(su)(su)度。

通過離(li)子交換可以改變沸石分子篩(shai)孔徑的大小，從(cong)而改變其性能，達到(dao)擇形(xing)吸附分離(li)混(hun)合物(wu)的目的。

沸石分子(zi)(zi)(zi)篩經離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交換后(hou)，陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)的(de)數(shu)目(mu)、大小(xiao)和位置發生改變，如(ru)高價陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交換低價陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)后(hou)使(shi)(shi)沸石分子(zi)(zi)(zi)篩中的(de)陽離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)數(shu)目(mu)減少，往往造成位置空缺使(shi)(shi)其(qi)(qi)孔(kong)徑變大；而(er)半(ban)徑較大的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)交換半(ban)徑較小(xiao)的(de)離(li)(li)子(zi)(zi)(zi)后(hou)，則(ze)易使(shi)(shi)其(qi)(qi)孔(kong)穴受(shou)到一定(ding)的(de)阻塞，使(shi)(shi)有(you)效孔(kong)徑有(you)所減小(xiao)。

3、催化性能

沸石分子篩具(ju)有(you)獨特(te)的規整晶體結構(gou)，其中每一類都具(ju)有(you)一定尺寸(cun)、形狀(zhuang)的孔道結構(gou)，并具(ju)有(you)較(jiao)大(da)比表面積。

大(da)部分沸(fei)石分子篩(shai)表(biao)面具有較強的酸(suan)中心，同時(shi)晶孔內(nei)有強大(da)的庫侖場起極化(hua)(hua)作(zuo)用。這些特性使它成為性能優異的催(cui)化(hua)(hua)劑。

多(duo)相催(cui)化(hua)(hua)反(fan)應是(shi)在固體催(cui)化(hua)(hua)劑上(shang)進行的(de)，催(cui)化(hua)(hua)活性(xing)與催(cui)化(hua)(hua)劑的(de)晶(jing)孔大小有關。沸(fei)石(shi)分(fen)子篩(shai)作為(wei)催(cui)化(hua)(hua)劑或催(cui)化(hua)(hua)劑載體時，催(cui)化(hua)(hua)反(fan)應的(de)進行受(shou)到沸(fei)石(shi)分(fen)子篩(shai)晶(jing)孔大小的(de)控制。晶(jing)孔和孔道(dao)的(de)大小和形(xing)狀都可(ke)以對(dui)催(cui)化(hua)(hua)反(fan)應起著選(xuan)擇性(xing)作用(yong)(yong)。在一般反(fan)應條件下沸(fei)石(shi)分(fen)子篩(shai)對(dui)反(fan)應方向起主導作用(yong)(yong)，呈現了擇形(xing)催(cui)化(hua)(hua)性(xing)能(neng)，這一性(xing)能(neng)使沸(fei)石(shi)分(fen)子篩(shai)作為(wei)催(cui)化(hua)(hua)新材(cai)料(liao)具有強大生命力。

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二、沸石分子篩的結構

它(ta)具有晶(jing)體的結構和特征，表面為固(gu)體骨(gu)架，內(nei)部的孔(kong)(kong)穴(xue)可(ke)起到吸附分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)的作用。孔(kong)(kong)穴(xue)之間有孔(kong)(kong)道相互連接，分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)由孔(kong)(kong)道經過。由于(yu)孔(kong)(kong)穴(xue)的潔凈(jing)性質(zhi)，分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩(shai)的孔(kong)(kong)徑分(fen)(fen)(fen)(fen)布非常均一。分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)篩(shai)依據其(qi)晶(jing)體內(nei)部孔(kong)(kong)穴(xue)的大(da)小(xiao)對分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)進行(xing)選擇性吸附，也(ye)就(jiu)是吸附一定大(da)小(xiao)的分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)而排(pai)斥較(jiao)大(da)物質(zhi)的分(fen)(fen)(fen)(fen)子(zi)。

沸石分(fen)子篩按其孔或(huo)通道體系可(ke)分(fen)為小(xiao)孔，中孔（介孔）和(he)雙孔沸石三個組別。可(ke)用于富氧空氣的變壓(ya)吸附分(fen)離。

三、沸石分子篩的應用

沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)分子篩(shai)(shai)晶(jing)體具(ju)有(you)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)、可交換性(xing)(xing)等諸多優良性(xing)(xing)能，所以(yi)被(bei)廣泛應(ying)用于石(shi)(shi)油(you)化工(gong)(gong)工(gong)(gong)業、洗滌劑工(gong)(gong)業、精(jing)細(xi)化工(gong)(gong)等工(gong)(gong)業。在沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)分子篩(shai)(shai)的(de)(de)研究(jiu)中(zhong)，以(yi)廉價(jia)天然礦物(wu)為原(yuan)料(liao)制(zhi)備分子篩(shai)(shai)和其功能性(xing)(xing)的(de)(de)研究(jiu)是(shi)該領(ling)域中(zhong)最具(ju)有(you)價(jia)值的(de)(de)研究(jiu)之一(yi)。紅輝(hui)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)屬于輝(hui)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)族，是(shi)其中(zhong)的(de)(de)一(yi)個礦物(wu)種(zhong)，紅輝(hui)沸(fei)(fei)(fei)石(shi)(shi)以(yi)含水架狀(zhuang)鋁硅酸鹽為基礎結構，在不同溫度環境(jing)下對各種(zhong)陽離子具(ju)有(you)選擇(ze)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)，且具(ju)有(you)良好的(de)(de)催化功能、可加工(gong)(gong)性(xing)(xing)能、低硬度、低熱膨脹(zhang)性(xing)(xing)能，且熱穩定性(xing)(xing)較好，被(bei)廣泛應(ying)用于環境(jing)材料(liao)，農牧(mu)業改良，化工(gong)(gong)添加劑和吸(xi)附(fu)劑等領(ling)域。

1、畜牧業生產

分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)獨(du)特的(de)結構決定了其(qi)有(you)良好的(de)吸(xi)附性能(neng)(neng)(neng)和離子(zi)(zi)交(jiao)換性能(neng)(neng)(neng)，利用分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)為載體(ti)，吸(xi)附接枝抗菌(jun)物質制(zhi)(zhi)成(cheng)飼(si)料添(tian)加劑(ji)，可(ke)以增加抗菌(jun)劑(ji)的(de)緩釋能(neng)(neng)(neng)力(li)，提(ti)高(gao)抗菌(jun)劑(ji)利用效(xiao)率，從而達到事半功倍(bei)的(de)目的(de)，同(tong)時，分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)自(zi)身也具有(you)一定的(de)殺(sha)菌(jun)能(neng)(neng)(neng)力(li)，能(neng)(neng)(neng)提(ti)高(gao)牲畜(chu)的(de)抗病能(neng)(neng)(neng)力(li)，且分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)無毒無害(hai)，性能(neng)(neng)(neng)穩定，不會被動物吸(xi)收。利用分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)吸(xi)附二甲酸鉀(jia)制(zhi)(zhi)得的(de)分(fen)子(zi)(zi)篩(shai)抗菌(jun)劑(ji)能(neng)(neng)(neng)大(da)幅度提(ti)高(gao)二甲酸鉀(jia)的(de)抑菌(jun)能(neng)(neng)(neng)力(li)。

2、醫藥產業

利用(yong)分子(zi)篩(shai)良(liang)好(hao)的(de)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)和分散性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，可(ke)(ke)以作為藥(yao)物(wu)的(de)載體(ti)，對(dui)藥(yao)物(wu)中的(de)有效成分進行吸(xi)(xi)附接(jie)枝，可(ke)(ke)以提(ti)高藥(yao)物(wu)的(de)緩(huan)釋性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)，增強藥(yao)效，延長藥(yao)物(wu)作用(yong)的(de)時(shi)間，且分子(zi)篩(shai)無毒無害，服用(yong)之后(hou)在人身(shen)體(ti)內不發生吸(xi)(xi)收，對(dui)身(shen)體(ti)無毒副(fu)作用(yong)。還(huan)可(ke)(ke)以載入特定(ding)病菌(jun)(jun)，有效地抑制細菌(jun)(jun)生長。沸石分子(zi)篩(shai)良(liang)好(hao)的(de)離(li)(li)子(zi)交換(huan)性(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)可(ke)(ke)以吸(xi)(xi)附交換(huan)重金屬離(li)(li)子(zi)，從而可(ke)(ke)以制備高度活性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐久(jiu)性(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)抗菌(jun)(jun)劑。

3、污水處理

天然紅輝(hui)沸(fei)石具有(you)一定的(de)(de)離子(zi)交(jiao)換和(he)吸(xi)附性(xing)能(neng)(neng)(neng)，利用其性(xing)能(neng)(neng)(neng)可(ke)以(yi)從(cong)污水中吸(xi)附氨氮(dan)(dan)(dan)，從(cong)而(er)達到(dao)凈化污水的(de)(de)效果。天然紅輝(hui)沸(fei)石經過(guo)特殊處(chu)理之(zhi)后(hou)，可(ke)以(yi)形成分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)，分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)的(de)(de)離子(zi)交(jiao)換與吸(xi)附性(xing)能(neng)(neng)(neng)遠遠高于天然沸(fei)石，這使其能(neng)(neng)(neng)夠更(geng)好地吸(xi)附污水中的(de)(de)重金屬(shu)離子(zi)及其他有(you)害離子(zi)，如：鎳、鋅、鉻、鎘、汞、鐵(tie)等離子(zi)及酚、氨氮(dan)(dan)(dan)、三氮(dan)(dan)(dan)、磷酸(suan)根離子(zi)等有(you)機物，因(yin)此，分(fen)子(zi)篩(shai)(shai)是處(chu)理污水的(de)(de)新型材(cai)料。

4、農業

利用分子篩的(de)吸附性能及陽離(li)子交(jiao)換性能，可(ke)(ke)以改良土壤性能，降低(di)土壤pH，提高(gao)(gao)農(nong)(nong)(nong)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)需(xu)要的(de)微(wei)量元素的(de)供應(ying)，交(jiao)換農(nong)(nong)(nong)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)所需(xu)要的(de)K、Na、Mg、Ca等(deng)離(li)子，起(qi)到(dao)間(jian)接肥(fei)的(de)作(zuo)(zuo)(zuo)用。同時，分(fen)子篩可(ke)(ke)以吸附雙氫胺等(deng)物(wu)(wu)質配(pei)成(cheng)肥(fei)料緩釋劑，不僅(jin)大幅度提高(gao)(gao)了氮肥(fei)實際利用率，延長氮肥(fei)有效期(qi)，還可(ke)(ke)以改善農(nong)(nong)(nong)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)營養狀況，提高(gao)(gao)農(nong)(nong)(nong)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)生長活力和抵(di)御病(bing)毒能力，最終達到(dao)農(nong)(nong)(nong)作(zuo)(zuo)(zuo)物(wu)(wu)增(zeng)產增(zeng)收的(de)目的(de)。