分子筛基础知识.ppt

分子筛简介,分子筛的历史,沸石（zeolite）科学家早在1756年就发现了天然沸石,天然沸石的形态,分子筛的发展,19世纪末，模拟天然沸石的生长环境，在高温高压下合成人工沸石20世纪40年代，大规模低温水热合成沸石兴起1954年末，A型、X型分子筛工业化生产1959年，我国科学家也成功合成,分子筛的由来,一般我们所说的分子筛，都是指人工合成的沸石，也就是沸石分子筛。分子筛利用其自身均一的，和分子直径大小相当的微孔孔径，来“筛分”不同尺寸的分子。因此，被形象的称为分子筛。,分子筛的形态,分子筛的数据,10g 分子筛的表面积就超过一个足球场,分子筛数据,分子筛简介,分子筛结构组成,基本结构组成：阴离子骨架晶穴、孔道金属阳离子“看门人”，晶孔,阴离子骨架结构,一级结构单元：硅（铝）氧骨架结构,阴离子骨架结构,二级结构单元：多元环,每个端点代表一个硅（铝）原子每条边代表一个氧桥,=,阴离子骨架结构,特征结构晶体的形成：,典型骨架结构的形成,1.A型分子筛,笼,典型骨架结构的形成,2.X型分子筛,笼,典型骨架结构,特征结构晶体：,A型分子筛晶体结构,X（Y）型分子筛晶体结构,阴离子骨架结构,1.晶穴 有效体积最大的晶穴，就是主晶穴 晶穴的体积决定着可容纳的分子数目,笼,阴离子骨架结构,2.(主)晶孔(主)晶穴与(主)晶穴间相通的部位 主晶孔的孔径决定着各种分子能否进入内部,笼,八元环,D,金属阳离子,由于铝氧四面体带一单位负电荷，需要阳离子来平衡整个晶体结构它们在分子筛骨架结构中的位置，对分子筛的性质影响巨大,金属阳离子对分子筛的改性,A型分子筛：3A、4A、5A,1）Ca交换Na，Ca优先占据六元环，Na优先从八元环位置被交换，当有4个Na被交换时，必有一个八元环位置会空出，当70%以上Na被交换时，即笼中有8个Na被交换时，占据八元环位置的Na就被全部交换，八元环就全部空出。主晶孔的孔径就放大到5。2）K交换Na，K优先占据八元环的位置，由于K离子半径1.33大于Na离子的半径0.95，孔径缩小至3。,Na,Ca2,4A型,5A型,钠源,铝源,铝酸钠,硅源,分子筛生产流程图,硅铝酸盐,原粉,滚球、挤条,半成品,中间产品,初步干燥,检验,活化,成品,分子筛的物化特性,1.物理性质2.吸附性质,分子筛的物理性质,1.孔径：具有大量均匀的微孔，孔径与一般物质的分子数量级相当，孔径分布相对均一。2.孔容：具有中空的骨架结构，晶穴体积约占总体积的40%50%3.比表面：单位质量固体所占有的表面积，m2/g,分子筛的吸附性质,1.吸水性2.吸附应用,分子筛的吸水性,1.吸水量2.低分压下的吸水性湿度30%以下，相比硅胶、氧化铝优势明显3.高温下的吸水性室温以上，吸水量下降慢，高温下仍有吸水能力4.高速气流中的吸水性随着气体线速度的增加，吸水量的衰减很慢5.干燥效率吸水处理后气体的露点,吸水量,低分压下的吸水性,高温下的吸水性,高速气流中的吸水性,分子筛的分析测定(略),外形、物相的测定化学组成测定吸附性能测定,我司分子筛的分析测定,原粉，活化粉：PH值测定，交换度测定，升温热测定成品分子筛：,谢谢！,外形、物相的测定,1.电子显微技术光学显微镜，电子显微镜 扫描电镜(SEM)透射电镜(TEM)2.X射线衍射(XRD)晶胞尺寸，晶体结构，物相组成的定性和定量分析3.核磁共振4.红外光谱,A型分子筛扫描电镜照片,A型分子筛透射电镜照片,X型分子筛透射电镜照片,化学组成测定,1.水分的测定（含水量）灼烧失重法，575卡尔费休法2.氧化硅的测定（硅铝比）3.氧化铝的测定（硅铝比）4.氧化钠的测定（交换度）火焰光度法（氧化钾、氧化钙亦可）,吸附性能测定,1.吸附量的测定2.孔径(分布)的测定比表面、孔容的测定吸附等温线，穿透曲线,吸附量的测定,1）静态吸附法 A.真空重量法 B.真空容量法静态体积法 C.折射法2）动态吸附法 A.常压流动吸附法3）反推法,分子筛的吸附曲线,压力,吸附量,脱附压力,吸附压力,吸附温度,脱附温度,吸附等温线，0,脱附等温线，250,变压PSA,变温TSA,分子筛的穿透曲线,