分子篩

分子篩又稱泡沸石或沸石。一種多孔性的鋁硅酸鹽，有自然生長和合成的兩大類，其組成通式是：

Mx/n〔(AlO2)x(SiO2)y〕·mH2O

式中m代表結晶水數(shù);M代表金屬正離子;n代表金屬正離子的電荷數(shù);x/n表示金屬正離子的個數(shù)。分子篩具有由SiO4和AlO4四面體結構單元組成的空間立體結構，其特點是有直徑固定而均勻的孔穴，且表面積很大。分子篩經(jīng)脫水處理后，便具有吸附某些分子的能力，直徑比孔徑直徑小的分子能進入孔穴中，直徑比孔徑直徑大的分子留在孔穴外，起著篩選分子的作用，故稱分子篩。

自然生長的分子篩是晶體泡沸石。人工合成的分子篩是以水玻璃、偏鋁酸鈉和燒堿為原料進行合成晶化，再經(jīng)洗滌、干燥、成型和脫水而制得。分子篩按硅(鋁)氧骨架連接方式和組成的不同可分為若干類型，常見的有以下幾種：

A型：M12〔(AlO2)12(SiO2)12〕·27H2O

X型：M86〔(AlO2)86(SiO2)106〕·264H2O

Y型：M56〔(AlO2)56(SiO)2)136〕·250H2O

A型、X型分子篩又各分為若干種，如A型分為3A型(孔徑300pm)、4A型(孔徑420pm)、優(yōu)良型(孔徑500pm)等。

分子篩不僅具有強吸附性，而且有良好的熱穩(wěn)定性和耐酸性，加之具有原料便宜、制備工藝簡單、易于生產(chǎn)(可重復使用)等優(yōu)點，故分子篩為許多工業(yè)和研究部門廣泛采用。它的主要用途是作為一種優(yōu)良的吸附劑和干燥劑，用于物質的分離和提純，重要的用途是作催化劑和催化劑載體。目前A型分子篩主要用于氣體的干燥和凈化、富氧及輕油脫蠟等方面。X型及Y型分子篩主要用作催化劑或催化劑載體，常用于石油的催化裂化，不僅效果好，而且選擇性也較強。

效果吸附特性

分子篩對于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等好苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。

1、低分壓或低濃度下的吸附

在相對濕度30%時分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對濕度的降低，分子篩的優(yōu)良性越發(fā)顯著，而硅膠，活性氧化鋁隨著濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對濕度很低時，它們的吸附量很少。

2、高溫吸附

分子篩是求實創(chuàng)新可用的高溫吸附劑。在100℃和1.3%相對濕度時分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當數(shù)量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，優(yōu)良喪失了吸附能力。

3、高速吸附

分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時的吸附速率要遠遠超過硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時，硅膠的平衡吸水量要高于分子篩，但隨著吸附質的線速度的提高，硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率好。

分子篩的催化性能分子篩晶體具有均勻的孔結構，孔徑的大小與通常分子相當；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負電荷的陽離子，可進行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導入晶體，然后以高的分散度還原為元素狀態(tài)；同時分子篩骨架結構的穩(wěn)定性很高。這些結構性質，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為效果優(yōu)良的催化劑和催化劑載體。