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沸石分子筛是什么物质组成的(沸石分子筛的特点)
来源: | 作者:山东众智发环境科技有限公司 | 发布时间: 2022-01-24 | 354 次浏览 | 分享到:

  沸石分子筛是什么物质组成的

  沸石分子筛是结晶铝硅酸金属盐的水合物,其化学通式为:Mx/m[(AlO2)x·(Si O2)y]·zH2O。M代表阳离子,m表示其价态数,z表示水合数,x和y是整数。沸石分子筛活化后,水分子被除去,余下的原子形成笼形结构。分子筛晶体中有许多一定大小的空穴,空穴之间有许多同直径的孔(也称“窗口”)相连。由于分子筛能将比其孔径小的分子吸附到空穴内部,而把比孔径大的分子排斥在其空穴外,起到筛分分子的作用,故得名分子筛。沸石分子筛在自然界中即可存在,人工大量合成是从上世纪70年代开始。

  沸石分子筛的特点

  沸石分子筛是一种常见的硅铝酸盐晶体材料。(也包括纯硅、磷铝、硅磷铝以及部分其他杂原子取代的类似结构的晶体材料。)同时具有规则的微孔骨架结构(孔道直径一般小于2nm择形效应,所以沸石分子筛具有较强的吸附特点),较大的比表面积。(一般为200~900m2/g,良好的载体),较好的水热稳定性(结晶度高、耐热处理、水蒸气处理),较强的Bronsted耐酸性(一般酸性近超强酸,Lewis酸性位较少)等特性。因此该类材料不仅被广泛的用于石油精炼和石油化工的多个过程中,也广泛应用于催化、吸附和离子交换等领域中,并起着不可替代的作用。

  到目前为止,国际分子筛协会(IZA,International Zeolite Association)总共报道了232种基本的沸石骨架类型,而其中用于工业生产的只有不到20种,例如(部分常用的沸石骨架结构及类型):FAU(Y沸石)、MFI(ZSM-5)、BEA(beta沸石)、MOR(丝光沸石)、LTL(L沸石)、FER(镁碱沸石)、MTW(ZSM-12沸石)等。

  沸石分子筛在空气污染治理中的应用

  对NOx的去除

  氮氧化物(NOx)是目前大气污染物的主要组成,它能够通过呼吸道进入人体,对健康造成严重的危害,也是酸雨形成的主要原因。近年来,选择吸附法用于净化空气已经受到了广泛关注,其中ZSM-5分子筛作为吸附剂吸附NOx的研究也越来越多。

  VOCs的去除

  挥发性有机污染物(VOCs)包括烃类、醇类、醛类、酸类、酮类和胺类等,这类有机污染物能够通过呼吸道直接进入人体,对人体器官造成暂时性或永久性的伤害。虽然ZSM-5分子筛在石油化工等领域已经有了广泛应用,但在VOCs吸附领域研究尚不多。而ZSM-5分子筛作为一种新型的吸附材料,其孔径与大部分VOCs的动力学直径相当,因此可以有效地吸附废气中的VOCs,进而净化空气。