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分子筛,分子筛的四种主要催化作用

admin admin 发表于2024-03-04 13:43:28 浏览20 评论0

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分子筛和分子筛催化剂的区别

化学性质不同。1、分子筛是一种多孔材料，其主要组成是硅酸盐和氧化铝，特殊孔道结构可以选择性地吸附和分离小分子，如水和气体。分子筛可以用于制备纯度高的液体和气体，也可以用于催化反应和吸附分离。2、分子筛催化剂是将分子筛与催化剂活性成分组合而成的催化剂，分子筛催化剂具有很高的选择性和反应效率，并且可以在较低的温度下进行反应，同时还可以延长催化剂的使用寿命。

什么是分子筛？


一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O，M′、M分别为一价、二价阳离子如K+、Na+和Ca22+、Ba22+等。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴，不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开

分子筛简介

狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成。

广义上讲，结构中有规整而均匀的孔道，孔径为分子大小的数量级，它只允许直径比孔径小的分子进入，因此能将混合物中的分子按大小加以筛分。

按来源分为： 天然沸石、合成沸石

按元素分为： 硅铝类分子筛、磷铝类分子筛、骨架原子分子筛

按孔道分为： 微孔分子筛（＜2nm）、介孔分子筛（2到50nm）、大孔分子筛（＞50nm）

按硅铝比分为： A型、X型、Y型

1、按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。

2、对于小的极性分子和不饱和分子，具有选择吸附性能，极性越大、不饱和度越高，其选择吸附性就越强。

3、具有强烈的吸水性。

分子筛是什么？

随着天然与人工分子筛在化工行业的应用的推广，以及各方面的生产要求的提高，促使分子筛的研究成为当今的热门话题。
分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，其孔径与一般分子大小相当，据其有效孔径来筛分各种流体分子。
沸石分子筛是一种无机晶体材料，因具有规整的孔道结构、较强的酸性和高的水热稳定性而广泛应用于催化、吸附和离子交换等领域中，并起着不可替代的作用。人们对于沸石分子筛的人工合成研究可追溯到 20 世纪 40 年代，Barrer 等通过对天然矿物在热的盐溶液中相态转变的研究，首次实现了沸石分子筛的人工合成，自此揭开了人工合成沸石分子筛的序幕。
沸石分子筛与一般常用的固体吸附剂如硅胶、活性炭、活性氧化铝等相比，在吸附性能方面有二个显著的特点，一个是选择性吸附，另一个是高效率吸附。
（1）选择性吸附
具体表现在以下几个方面：
(a)根据分子大小不同进行选择吸附，由于分子筛具有空旷的骨架结构，在结构中存在着很多排列得非常整齐而有规则的孔穴*（笼子），而且孔的直径也很均匀，其大小和一般分子有相近的数量级。它们只能使直径比孔小的分子进入，直径比孔大的分子则排斥在外，因此，沸石分子筛在吸附时具有筛分分子的作用，或者说对分子的形状大小具有选择作用。利用这一性质，分子筛在吸附时可按形状不同，把物质分离开来。例如正构烷烃分子的临界截面直径是4.9埃，而其他烃类的临界截面直径均大于5埃，用孔径为5埃的5A分子筛为吸附剂时，则只有正构烷烃能进入笼子中而被吸附，其他烃类则都被排斥在外，这样就可把正构烷烃和其他烃类分离开来，这种过程工业上叫分子筛脱蜡。在催化领域里，也可利用分子筛的筛分性能进行所谓的择形催化。
(b)按分子极性不同进行选择吸附沸石分子筛具有很大的内表面，一般约为600～1000米3/克，在内表面上存在着静电场，因此具有极性。对含有极性基团（如-OH，-NH2，-SH，＝CO）的极性物质或者对容易被极化的物质（如不饱和烃等）能产生吸附作用，而且极性越大、或越容易被极化的物质，就越容易被吸附。因此，沸石分子筛对分子的极性大小具有选择作用，可按物质极性不同，把它们分离开来。例如，一氧化碳和氩两者的分子大小非常相近，但由于一氧化碳是极性分子，氩是非极性分子，所以5A分子筛吸附一氧化碳的量远大于氩，在-75℃和100毫米汞柱的压力下，5A分子筛吸附氩为1.7％（重），而一氧化碳则为11％（重）。又如，在25℃和1毫米汞柱的压力下，4A分子筛吸附乙烷为0.3％，乙烯1.4％，乙炔3.8％。
（2）高效吸附
水是极性很强的物质，很容易被沸石所吸附，因此常把沸石作为干燥剂使用，而且和其他干燥剂相比，有其突出的优点。对硅胶和氧化铝等一般吸附剂讲，在水蒸气的分压或浓度很低时，或者吸附温度较高、气流速度较大时，它们的吸水率就很差。可是沸石分子筛，即便在低分压、低浓度、高温和高速等条件下，仍具有很好的吸水效率。
沸石分子筛
沸石分子筛由于其特有的结构和性能，已成为一门独立的学科，沸石分子筛的应用已遍及石油化工、环保、生物工程、食品工业、医药化工等领域。随着国民经济各行业的发展，沸石分子筛的应用前景日益广阔。
分子筛与沸石的主要区别：
主要区别是在他们的用途上，沸石一般是天然的，孔径大小不一，只要有空泡就可以防止爆沸。而分子筛的功能要高级的多，比如筛选分子、做催化剂、缓释催化剂等，因而对孔径有一定的要求，经常是人工合成的。

分子筛是什么？分子筛有什么作用

分子筛是通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，称为“分子筛”。是一种硅铝酸盐多微孔晶体。
吸附功能：分子筛对物质的吸附来源于物理吸附（范德华力），其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
3.筛分功能：分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。4种类：天然沸石或合成沸石,
5.分子筛常用类型：3A分子筛、4A分子筛、5A分子筛、10X分子筛、13X分子筛、13XAPG分子筛、富氧分子筛、XH系列制冷剂，中空玻璃专用。
分子筛是指具有均匀的微孔，其孔径与一般分子大小相当的一类物质。分子筛的应用非常广泛，可以作高效干燥剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等，但是使用化学原料合成分子筛的成本很高。常用分子筛为结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，是由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子尺寸大小（通常为0.3~2 nm）的孔道和空腔体系，因吸附分子大小和形状不同而具有筛分大小不同的流体分子的能力。
作用：可以区分粒径不同的分子以及吸附不饱和分子和极性分子。
工作原理：
吸附功能：分子筛对物质的吸附来源于物理吸附（范德华力），其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
筛分功能：分子筛的孔径分布非常均一，只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。
通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子，所以被形象的称为“分子筛”。
结构：
由此构成的蛋白多糖聚合体曲折盘绕，形成多微孔的筛状结构，称为分子筛。分子筛只允许小于其微孔的物质通过，对大于其微孔的大分子物质、细菌等则具有屏障作用。使基质成为限制细菌等有害物质扩散的防御屏障。
分子筛是一种硅铝酸盐，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，比孔道直径小的物质分子吸附在空腔内部，而把比孔道大得分子排斥在外，从而使不同大小形状的分子分开，直到筛分分子的作用，因而称作分子筛。
分子筛主要用于各种气体、液体的深度干燥，气体、液体的分离和提纯，催化剂载体等
分子筛是土黄色球形，主要用途是空压机干燥剂，制氧剂，催化剂载体，有的用到空分设备上进行气体分离，也运用到家用制氧机上面。
分子筛有四大用途，多种类型，根据不同的用途会有不同的类型的分子筛进行搭配。
1.工业干燥剂类：主要用于设备干燥剂包的使用，空压机干燥机的深度干燥，常用类型为3A分子筛，常用规格为3-5mm,中空玻璃工艺的使用中主要类型为13X分子筛，主要规格为1.5-2.5mm的尺寸。
2.制氧分子筛类：分子筛是制氧的一把手，制氧的浓度为93-96%，制氧的速率根据设备有不同的指标，制氧分子筛通常为5A类型分子筛，常规尺寸为3-5mm.
3.空分设备类：空分设备即空气分离设备，主要分离空气中的稀有气体，例如，氦气，氮气，氩气等等，常用类型为13X分子筛，规格为1.6-2.5mm.
4.催化剂载体类：分子筛有很好的承载能力，利用其发达的孔隙和良好的吸附能力，可以做多种催化剂的载体，同时对水体中的重金属，砷化物，氟化物都有很好的吸附能力。
分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，主要由硅铝通过氧桥连接组成空旷的骨架结构，在结构中有很多孔径均匀的孔道和排列整齐、内表面积很大的空穴。此外还含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水。由于水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大得分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。目前分子筛在化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。
气体行业常用的分子筛型号;
A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A),
X型:钙X(10X),钠X(13X)
Y型:,钠Y,钙Y
分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。分子筛忌油和液态水。使用时应尽量避免与油及液态水接触。工业生产中干燥处理的气体有,空气,氢气,氧气,氮气,氩气等.用两只吸附干燥器并联，一只工作，同时另一只可以进行再生处理。相互交替工作和再生，以保证设备连续运行。干燥器在常温下工作，在加温至350℃下冲气再生。
分子筛的主要作用：按照分子大小进行一个物理性质的排阻效应。1、吸附功能：分子筛主要是由分子引力作用，在固定的表面产生一种“表面力”，当流体流过时，其中流体中的一些分子，会做不规则的运动而进行碰撞到吸附剂的表面，在固定的表面产生了分子浓聚，在整体的碰撞运动中，分子的数目减少，从而达到分离的作用。因分子筛其晶体孔穴内部，有很强的极性和库仑场，对极性分子（如水）以及不饱和分子表现出强烈的吸附能力。2、干燥功能：分子筛的晶穴内还有着较强的极性，能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用，或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。因分子筛对水和二氧化碳有强效吸附能力，在分子筛脱硫时,因分子筛对水等极性小分子具有很强的吸附能力。3、筛分功能：它的孔径分布非常均匀整齐，当分子直径小于孔穴直径的物质，才会进入分子筛的晶穴内部。从而将各型号的分子筛进行分离。分子筛的种类分为3a、4a、5a型等，当用于不同的行业领域，达到不同的使用效果时，应根据不同产品的性能来正确选择。

沸石与分子筛的区别是什么？

沸石与分子筛的特征区别
分子筛为粉末状晶体，有金属光泽，硬度为3～5，相对密度为2～2.8。
天然沸石有颜色，合成沸石为白色，不溶于水，热稳定性和耐酸性随着SiO2/Al2O3组成比的增加而提高。
分子筛有很大的比表面积，达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。
沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸矿物。按沸石矿物特征分为架状、片状、纤维状及未分类四种，按孔道体系特征分为一维、二维、三维体系。
任何沸石都由硅氧四面体和铝氧四面体组成。四面体只能以顶点相连，即共用一个氧原子，而不能“边”或“面”相连。铝氧四面体本身不能相连，其间至少有一个硅氧四面体。而硅氧四面体可以直接相连。硅氧四面体中的硅，可被铝原子置换而构成铝氧四面体。但铝原子是三价的，所以在铝氧四面体中，有一个氧原子的电价没有得到中和，而产生电荷不平衡，使整个铝氧四面体带负点。为了保持中性，必须有带正电的离子来抵消，一般是由碱金属和碱土金属离子来补偿，如Na、Ca及Sr、Ba、K、Mg等金属离子。
由于沸石具有独特的内部结构和结晶化学性质，因而使沸石拥有多种可供工农业利用的特性。世界上已发现的天然沸石一般为浅灰色，有时为肉红色。拿在手上明显感到比一般石头轻，这是因为沸石内部充满了细微的孔穴和通道，比蜂房要复杂得多。
假如把沸石比作旅馆，那么1立方微米的这种“超级旅馆”内竟有100万个“房间”！的这些房间能根据“旅客”（分子和离子）的性别、高矮、胖瘦、嗜好的不同自动开门或挡驾，绝对不会让“胖子”到“瘦子”的房间去，也不会使高个子与矮个子同住一室。根据沸石的这一特性，人们用它来筛选分子，获得很好的效果。这对在工业废液中回收铜、铅、镉、镍、钼等金属微粒具有特别重要的意义。
沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此被广泛用作吸附剂、离子交换剂和催化剂，也可用于气体的干燥、净化和污水处理等方面。沸石还具有“营养”价值。在饲料中添加5%的沸石粉，能使禽畜生长加快，体壮肉鲜，产蛋率高。 由于沸石的多孔性硅酸盐性质，小孔中存有一定量的空气，常被用于防暴沸。在加热时，小孔内的空气逸出，起到了气化核的作用，小气泡很容易在其边角上形成。
参考资料：沸石与分子筛的区别

请详细叙述分子筛的四个结构层次。列举三种工业常用的分子筛及对应孔径。

分子筛的四个结构层次和列举三种工业常用的分子筛及对应孔径如下:
分子筛的四个结构层次:
分子筛的结构构型可以分成二个方面、四种不同的结构层次来表述。两个方面就是:一是空间结构的基本单位(单元)。二是分子筛的晶胞。四种结构层次是:四面体、环、笼、晶胞。空间结构的基本单位包括:四面体、环、笼。
工业生产中的干燥气体包括空气、氢气、氧气、氮气、氩气等。两个吸附干燥器并联工作，另一个可以再生。交替工作和再生，让设备的连续运行。干燥器在8-12℃下工作，并在加热至350℃下再生。不同规格的分子筛的再生温度略有不同。
分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均与的孔隙结构。分子筛结构中含有大量的结晶水，加热时可汽化除去，故分子筛又称沸石。
工业常用的分子筛及对应孔径:
1,分子筛3?,它的孔径约为3埃,适用于分离和吸附小分子,如氧气、氮气和一些小分子的烷烃。在空分和脱湿过程中,3?分子筛可以去除气体中的水分、二氧化碳和硫化氢等杂质
2,分子筛4A是一种常用的分子筛，其化学式为Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·27H2O。它主要用于吸附氢、氧、氮、二氧化碳等分子，能有效地分离空气中的氧气和氮气。此外，分子筛4A还可以作为吸湿剂在工业上进行干燥处理。因其空隙直径为4埃，因此被称为“4A”型分子筛。
3,分子筛5A是另一种常用的分子筛，增加了正摩尔分子筛的透过性，其化学式为Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·27H2O。它主要用于干燥液态或气态的天然气、煤气和空气，还可用于分离吸附烃类物质。因其空隙直径为5埃，因此被称为“5A”型分子筛。
分子筛4A和分子筛5A是常用于颗粒筛分的两种分子筛材料，它们的物理和化学性质有所不同，并且在使用中有一定的局限性。但是，这两种分子筛仍然有着广泛的应用，在化工、制药、食品等领域发挥着重要作用。

分子筛的四种主要催化作用

分子筛的四种主要催化作用如下：
1、酸催化作用：分子筛具有酸性，可以作为酸催化剂，催化某些化学反应。
2、择形催化作用：分子筛的孔道结构可以选择性地催化特定分子或反应物，这种选择性催化作用使得分子筛可以应用于分子识别、分离和催化反应等领域。
3、双功能催化作用：分子筛可以同时提供酸性和酸性中心，因此可以同时起到酸和氧化催化剂的作用。
4、储气和催化裂化作用：分子筛具有较好的储氢性能，可以在一定条件下催化裂化石油烃类化台物。
分子筛的特点：
1、均匀的微孔结构：分子筛具有均匀的微孔结构，其孔径与一般分子大小相当，因此能够将混合物中的分子按照直径大小加以筛分。
2、均一直径的微孔：分子筛的微孔具有均一直径，因此可以选择性地吸附直径小于其孔径的气态分子。
3、良好的吸附性能：分子筛的吸附性能良好，可以作为高效干爆剂、选择性吸附剂、催化剂、离子交换剂等。
4、优良的化学稳定性：分子筛具有较高的热稳定性和化学稳定性，能够耐受高温和化学物质的侵蚀。
5、多种应用领域：分子筛的应用非常广泛可以应用于吸附式干燥机吸附腔体中，还可以作为催化剂、离子交换剂等。

分子筛是什么

分子筛是沸石，它在自然界里就存在，但目前在工业上用的大多是人工合成的。在外观上，分子筛是粉末状的固体，有光泽，天然沸石有颜色，合成沸石一般呈白色。在化学结构上，分子筛是一种结晶型的硅铝酸盐，其晶体结构中具有许多空穴，空穴之间有孔道(又称窗口)相连。可用于吸附气体或液体。足够小的分子可以通过孔道被吸附，而更大的分子则不能。与一个普通筛子不同的是它在分子水平上进行操作。例如，一个水分子小到可以通过但比它大一点的分子就不行。因此，分子筛常用用来作干燥剂。一个分子筛能吸附高达其自身重量22%的水分。分子筛常被应用到石油工业，特别是用来纯化气体。例如可用硅胶吸附天然气中的汞对铝制管道和其他液化设备的腐蚀。

分子筛是氧化钙吗

是。分子筛是一种高度有序的微孔材料，它可以吸附周围环境中的水分，是氧化钙的一种。氧化钙是一种无机化合物，化学式是CaO，俗名生石灰。