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。分子筛回收的应用非常广泛,可以作干燥剂、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。
.带压工作的分子筛塔在进行再生切换时,应缓慢地将塔的内压降下来,如降压速度太快,可能导致分子筛颗粒破碎粉化。再生温度越高,则再生越安全,但同时再生的能量消耗也越大,分子筛回收的寿命也可能因此而缩短。因此再生温度在200-350°C间较适宜。再生温度一般不应超过600°C,否则分子筛可能丧失活性。
分子筛, 常称沸石或沸石分子筛, 按经典的定义为“ 是具有可以被很多大的离子和水分占据孔穴(道) 骨架结构的铝硅酸盐” 。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连相连形成孔道和空隙体系,从而具有筛分分子的特性。基本可分为A、X、Y、M和ZSM几种型号,研究者常把它归属固体酸一类。
分子筛的过渡态限制的选择性是指有些反应,其反应物分子和产物分子都不受催化剂窗口孔径扩散的限制,只是由于需要内孔或笼腔有较大的空间,才能形成相应的过渡态,不然就受到限制使该反应无法进行;相反,有些反应只需要较小空间的过渡态就不受这种限制,这就构成了限制过渡态的择形催化,大优点是阻止结焦。因为较其他分子筛具有较小的内孔,不利于焦生成的前驱物聚合反应需要的大的过渡态形成。因而比别的分子筛和无定形催化剂具有更长的寿命。
分子筛可用于脱水:利用低硅铝比的沸石分子筛的极性亲水性,可以进行空气的干燥。另外近年来将乙醇掺入汽油中替代部分汽油受到广泛重视,作为燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%,而由于乙醇和水的共沸,使得通过精馏只能得到 95%的乙醇,对于含水量较低的乙醇脱水,沸石分子筛吸附脱水是优的选择; 此方法中应用的沸石分子筛是A 或X型,而KA 型好,这一方面利用了 A型沸石分子筛的极性,另一方面由于KA沸石分子筛的孔道直径约 0.3nm,水分子可自由进入,而乙醇分子直径大于 0.3nm 不能进入沸石分子筛的孔道。
分子筛在相对湿度30% 时分子筛的吸水量比硅胶,活性氧化铝都高。随着相对湿度的降低,分子筛的性越发显著,而硅胶,活性氧化铝随着湿度的增加,吸附量不断增加,在相对湿度很低时,它们的吸附量很少;分子筛是可用的高温吸附剂。在100 ℃和1.3 %相对湿度时分子筛可吸附15%重量的水分,比相同条件下活性氧化铝的吸水量大10倍;而比硅胶大20倍以上。所以在较高的温度下,分子筛仍能吸附相当数量的水分,而活性氧化铝,特别是硅胶,大大丧失了吸附能力。
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