㈠ 為什麼分子篩可以作為固體酸催化劑
因為分子篩催化劑具有優異的酸催化活性,分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、酸催化活性,並有良好的熱穩定性和水熱穩定性,可製成對許多反應有高活性、高選擇性的催化劑。
1、固體酸催化劑的定義:
一般而言,固體酸可理解為凡能鹼性指示劑改變顏色的固體,或是凡能化學吸附鹼性物質的固體。按照布朗斯泰德和路易斯的定義,則固體酸是具有給出質子或接受電子對能力的固體。
2、分子篩催化劑具有優異的酸催化活性:
它的酸性來源於交換態銨離子的分解、氫離子交換,或者是所包含的多價陽離子在脫水時的水解。例如:
NH4M─→NH3+HM
H++NaM─→HM+Na+ Ce3+
M+H2OM─→CeOH2+M+HM
式中M表示分子篩。所產生的質子酸中心的數量和酸強度對分子篩的酸催化活性具有重要意義。分子篩的兩個羥基脫水將形成路易斯酸(L酸)中心,其結構是一個三配位鋁原子和同時生成的一個帶正電荷的硅原子。有一種看法認為路易斯酸產生於在陽離子位置上所形成的六配位鋁原子。分子篩的以硅鋁比表示的組成對其酸度和酸強度(見固體酸催化劑、酸鹼催化劑)有很大的影響。
故分子篩可以作為固體酸催化劑。
㈡ 幾種常見分子篩的用途
一種人工合成的具有篩選分子作用的水合硅鋁酸鹽(泡沸石)或天然沸石。其化學通式為(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分別為一價、二價陽離子如鉀離子、鈉離子和鈣離子、鋇離子等。它在結構上有許多孔徑均勻的孔道和排列整齊的孔穴,不同孔徑的分子篩把不同大小和形狀分子分開。根據二氧化硅和氧化鋁的分子比不同,得到不同孔徑的分子篩。其型號有:3A(鉀A型)、4A(鈉A型)、5A(鈣A型)、10Z(鈣Z型)、13Z(鈉Z型)、Y(鈉Y型)、鈉絲光沸石型等。它的吸附能力高、選擇性強、耐高溫。廣泛用於有機化工和石油化工,也是煤氣脫水的優良吸附劑。在廢氣凈化上也日益受到重視。
自然界中存在一種天然硅鋁酸鹽,它們具有篩分分子、吸附、離子交換和催化作用。這種天然物質稱為沸石,人工合成的沸石也稱為分子篩。分子篩的化學組成通式為:(M)2/nO· Al2O3·xSiO2·pH2O,M代表金屬離子(人工合成時通常為Na),n代表金屬離子價數, x代表SiO2的摩爾數,也稱為硅鋁比,p代表水的摩爾數。分子篩骨架的最基本結構是 SiO4和AlO4四面體,通過共有的氧原子結合而形成三維網狀結構的結晶。這種結合形式,構成了具有分子級、孔徑均勻的空洞及孔道。由於結構不同,形式不同,「籠」形的空間孔洞分為α、β、γ、六方柱、八面沸石等 「籠」的結構。A型、X型和Y型分子篩的晶體結構見圖1,圖2。
由於AlO4四面體具有一個負電荷,可以結合鈉等離子,成為電中性。在水溶液中,鈉離子很容易與其他陽離子交換。大多數分子篩催化劑是多價金屬陽離子或H的交換物,分子篩具有酸性和對分子大小的選擇性,可以作為催化劑或載體使用。高二氧化硅沸石對有機基團表現出很高的親和力,相比之下,低二氧化硅沸石由於具有Lewis和Bronsted酸特性而表現出親水性。硅及鋁原子通過氧構成氧環,氧環的大小決定沸石的細孔孔徑。每個氧環的氧原子數目為4~12個。通常具有分子篩作用的有八元環(0.4~0.5nm)、十元環 (0.5~0.6nm) 及十二元環 (0.7~ 0. 9nm)。
具有十二元氧環的有Y型分子篩 (x= 3.1~6.0)和絲光沸石(x=9~11)。前者可用做裂化催化劑、雙功能催化劑,後者可用作甲苯的歧化催化劑。
十元氧環的有ZSM-5、ZSM-11等部分 ZSM系列分子篩。
八元氧環的有A型分子篩(x=2)、T型分子篩及ZSM-34等。它們的孔很小,只有直鏈烴才能進入到細孔中。以分子篩為催化活性組分或主要活性組分的催化劑稱為分子篩催化劑。分子篩具有離子交換性能、均一的分子大小的孔道、優異的酸催化活性、並有良好的熱穩定性和水熱穩定性。可製成對許多反應有高活性、高選擇性的催化劑。
希望我能幫助你解疑釋惑。
㈢ 什麼是分子篩離子交換 具體原理是什麼
舉個例子,你要做ZSM-5分子篩,做出來以後,裡面是含有Na的,但是你用的時候不想它有含有Na,那就要用到離子交換,可以用氯化銨把分子篩裡面的鈉離子用銨離子替換出來,其實就是個反應,不知道你懂了沒!
㈣ 分子篩的性能
分子篩分為:A型分子篩、X型分子篩、Y型分子篩,一般分離2-6的孔徑
A型指小孔徑的,脫水為主,X型的指中孔徑的,主要是脫硫,脫碳,另外還有Y型的,是大孔徑的分子篩
4A分子篩的粒徑為4A,吸附水,甲醇、乙醇、硫 化氫、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯,不吸附直徑大於4A的任何分子(包括丙烷),對水的選擇吸附性能高於任何其他分子。是工業上用量最大的分子篩品種之一。
沸石分子篩性能:吸附性能、離子交換性能、催化性能,其都與相對應物質的孔徑有關。
5A分子篩的孔徑為5A,能吸附小於該孔徑的任何分子,主要應用於正異構烴分離、變壓吸附分離及水和二氧化碳的共吸附,基於5A分子篩的工業應用特點,5A分子篩選擇吸附性高、吸附速度快、特別適用於變壓吸附,可適應各種 大小的制氧、制氫、制二氧化碳等氣體變壓吸附裝置,是變壓吸附行業中的精品。
3A分子篩的孔徑是3A,主要用於吸附水,不吸附直徑大於3A的任何分子,根據工業上的應用特點,分子篩具有更快的吸附速度、更多的再生次數、更高的抗碎強度及抗污染能力,提高了分子篩的利用效率並延長了分子篩的使用壽命,是石油、化工行業中氣液相深度乾燥、精煉、聚合所必需的首選乾燥劑。
碳分子篩是制氮較為理想的分子篩,其吸附能力較強,可是但是純度達到99.99%
㈤ 分子篩是什麼分子篩有什麼作用
分子篩是通過吸附的優先順序和尺寸大小來區分不同物質的分子,稱為「分子篩」。是一種硅鋁酸鹽多微孔晶體。
吸附功能:分子篩對物質的吸附來源於物理吸附(范德華力),其晶體孔穴內部有很強的極性和庫侖場,對極性分子(如水)和不飽和分子表現出強烈的吸附能力。
3.篩分功能:分子篩的孔徑分布非常均一,只有分子直徑小於孔穴直徑的物質才可能進入分子篩的晶穴內部。
4種類:天然沸石或合成沸石,
5.分子篩常用類型:3A分子篩、4A分子篩、5A分子篩、10X分子篩、13X分子篩、13XAPG分子篩、富氧分子篩、XH系列製冷劑,中空玻璃專用。