分子篩特性介紹

分子篩是一類結(jié)晶的硅鋁酸鹽，由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積，所以具有許多優(yōu)異的特點(diǎn)。

(1)按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用，即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子；
(2)對(duì)于小的極性分子和不飽和分子，具有選擇吸附性能，極性越大，不飽和度越高，其選擇吸附性越強(qiáng)；
(3)具有強(qiáng)烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下，仍有相當(dāng)高的吸水容量。

一、分子篩基本特性
a)分子篩對(duì)水或各種氣，液態(tài)化合物可逆吸附及脫附；
b)金屬陽(yáng)離子易被交換；
c)分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。其內(nèi)表面可高于分子篩顆粒的外表面積的10000-100000倍；

1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應(yīng)
分子篩晶體具有蜂窩狀的結(jié)構(gòu)，晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通，并且孔徑大小均勻，固定（分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間），與通常分子的大小相當(dāng)，只有那些直徑比較小的分子才能通過(guò)沸石孔道被分子篩吸附，而構(gòu)型龐大的分子由于不能進(jìn)入沸石孔道，則不被分子篩吸附。而硅膠，活性氧化鋁和活性碳沒(méi)有均勻的孔徑，孔徑分布范圍十分寬廣，所以沒(méi)有篩分性能。

2、根據(jù)分子極性，不飽和度和極化率的選擇吸附
分子篩對(duì)于極性分子和不飽和分子有很高的親和力；在非極性分子中，對(duì)于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢(shì)。此外，沸點(diǎn)越低的分子，越不易被分子篩所吸附。

二、分子篩的高效吸附特性
分子篩對(duì)于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對(duì)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）等十分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(duì)濕度30%時(shí)分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對(duì)濕度的降低，分子篩的優(yōu)越性越發(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(duì)濕度很低時(shí)，它們的吸附量很少。

2、高溫吸附
分子篩是高溫吸附劑。在100 ℃和1.3 %相對(duì)濕度時(shí)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(dāng)數(shù)量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，大大喪失了吸附能力。

3、高速吸附
分子篩對(duì)像水等極性分子在分壓或濃度很低時(shí)的吸附速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對(duì)濕度很高時(shí)，硅膠的平衡吸水量要高于分子篩，但隨著吸附質(zhì)的線速度的提高，硅膠的吸水率越來(lái)越不如分子篩效率高。

三、分子篩的離子交換性
分子篩的一個(gè)重要性能是可以進(jìn)行可逆的離子交換。通過(guò)這種交換，改進(jìn)了分子篩的吸附和催化性能，從而獲得了廣泛的應(yīng)用（如可用于軟化水和廢水處理）。

四、分子篩的催化性能
分子篩晶體具有均勻的孔結(jié)構(gòu)，孔徑的大小與通常分子相當(dāng)；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負(fù)電荷的陽(yáng)離子，可進(jìn)行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導(dǎo)入晶體，然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài)；同時(shí)分子篩骨架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性很高。這些結(jié)構(gòu)性質(zhì)，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為有效的催化劑和催化劑載體。