分子筛的性能原理:吸附性能,沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”,当流体流过时,流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面,在表面产生分子浓聚,使流体中的这种分子数目减少,达到分离、清理的目的。由于吸附不发生化学变化,只要设法将浓聚在表面的分子赶跑,沸石分子筛就又具有吸附能力,这一过程是吸附的逆过程,叫解析或再生。由于沸石分子筛孔径均匀,只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附,所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样,根据分子的大小来决定是否被吸附。由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性,能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用,或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。分子筛,顾名思义指该物质具有均匀的微孔孔道结构。颗粒分子筛定制
沸石分子筛是典型的B酸和L酸两种酸性位均存在的固体酸催化材料。那么,为什么要用部分Al代替Si来调节分子筛的酸性?分子筛原本是没有酸性的,经过离子交换、焙烧或者经过超稳处理以后才有酸性。这个酸性的来源就是加入Al之后打破原有的电中性,这样才能通过质子或电子的传递来形呈酸性。比如Na型分子筛(瞎起的名字,就是用Na+去中和分子筛的负电荷而形成的分子筛),经过离子交换焙烧以后,形成氢型分子筛,此时分子筛有酸性。也就是质子(H+)取代Na而形成了B酸中心,同时分子筛中缺电子的Al形成L酸中心。B酸:沸石分子筛较基本的结构单位是硅氧和铝氧四面体,硅氧四面体呈中性,而在铝氧四面体中,因为铝是+3价,故四面体带有负电荷。因此,沸石分子筛骨架带负电荷,必须要有阳离子或质子来稳定骨架达到电中性,这就是沸石具有B酸性的本质原因。L酸:经离子交换得到的氢型分子筛上的OH基显酸位中心,骨架外的铝离子会强化酸位,形成L酸位中心。颗粒分子筛定制分子筛具有晶体的结构和特征,表面为固体骨架,内部的孔穴可起到吸附分子的作用。
ZSM-5 结构,如果说二维结构的石墨烯像书页,那书就是三维结构的石墨,即指原子在三个方向上规则、连续的排列着,3个方向上的空间尺度都远大于纳米级。SSZ-13就属于三维材料。四元环和六元环组成D6R,四元环和八元环组成CHA笼,D6R和CHA笼交替排列形成三维交叉孔道结构。弄清楚分子筛孔道结构才能方便下一步的研究,比如较受关注的酸性位点和阳离子交换位点问题以及DFT计算等。ZSM-5孔道可分为十元环直孔道和十元环正弦孔道,其酸性位点可分为三种:α位(直孔道壁) 、β(正弦孔通道) 和γ位(正弦孔道壁),三个位点的数量、性能不同,The Effect of Different Active Sites on the Catalytic Activity of Fe-ZSM-5 Zeolite for N2O Direct Decomposition文章中就提到α位的Fe离子活性更高。不过SSZ-13文章中貌似没有α、β、γ位点的说法,其酸性位点或者说阳离子位点可能有四种(我理解的两个位点的关系应该是酸性位点包含阳离子位点,即分子筛本身有酸性位点,阳离子的加入取代了某些酸性位点上的质子)。
分子筛的应用,分子筛被普遍用作石油化工和煤化工反应中的催化剂。分子筛可以作为催化剂载体,负载贵金属后参与催化反应;经过氢离子交换后的分子筛自身可作为固体酸催化剂催化许多酸催化反应,例如异构化反应、烷基化反应和裂化反应。催化反应主要在分子筛的孔内进行,只有大小和形状与分子筛的孔道相匹配的分子才能从分子筛孔道内进入或出去,从而成为反应物或产物。对二甲苯是生产聚酯纤维和树脂、涂料、染料及农药的原料,在甲苯反应生成对二甲苯的反应中,伴随产生的还有邻二甲苯、间二甲苯,但这三种产物沸点只差0.75℃,很难用传统的方式分离。研究者发现ZSM-5分子筛的孔道尺寸为0.52~0.58 纳米,只允许对二甲苯自由通过,而邻二甲苯和间二甲苯则会被困在分子筛孔道中,它们只有转化为对二甲苯才能顺利通关。采用ZSM-5分子筛作为催化剂,对二甲苯的选择性高达99%,这就是择形催化的基本原理。分子筛在提高反应选择性、降低分离能耗等方面有着不可替代的作用。分子筛可用于清理 H2S,以便通过管道运输铜条测试。
制造分子筛的过程中需要注意以下几点:1. 工艺控制:各个生产环节的温度、压力、时间等参数需要严格控制,以保证产品的质量和稳定性。2. 设备选择:制造分子筛的设备需选用优良不锈钢等耐腐蚀、耐高温材料制成,以确保生产过程中的安全性和稳定性。3. 环保要求:生产过程中会产生大量的废水、废气等污染物,必须采取有效的治理措施,确保达标排放,保护环境。4. 质量控制:制造分子筛的过程中需要实施严格的质量控制措施,确保每个环节的质量达到要求。成品分子筛需经过一系列严格的质量检验,包括化学成分、物理性能等方面的检测,以确保产品质量符合客户要求。通过以上步骤,我们可以制造出高质量的分子筛产品,满足不同领域客户的需求。在制造过程中,我们还需不断优化生产工艺流程和设备,提高生产效率、降低生产成本、加强环保治理等方面努力,以便为全球客户提供更优良的服务。分子筛干燥器在8-12℃下工作,在加温至350℃下冲气再生。颗粒分子筛定制
分子筛不适用于强酸,但在pH值为5—11范围内都是稳定的。颗粒分子筛定制
分子筛特点,分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。存放时间较长并已经吸湿分子筛的分子筛使用前应进行再生。分子筛忌油和液态水。使用时应尽量避免与油及液态水接触。工业生产中干燥处理的气体有,空气,氢气,氧气,氮气,氩气等.用两只吸附干燥器并联,一只工作,同时另一只可以进行再生处理。相互交替工作和再生,以保证设备连续运行。干燥器在8-12℃下工作,在加温至350℃下冲气再生。不同规格的分子筛再生温度略有不同。分子筛对某些有机气相反应具有良好的催化作用。颗粒分子筛定制