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什么是分子筛?
发布时间:2021-11-10 08:33:10浏览次数:318

当需要分离不同尺寸的固体颗粒时,人们会想到筛子。那么,有没有可以分离不同大小分子的筛子呢?答案有的。现在人们发现了一类叫做分子筛的物质,它可以根据分子的大小来筛选混合物中的分子。


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分子筛,又称沸石,存在于自然界,但目前多为工业合成。在外观上,分子筛是有光泽的粉状固体,天然沸石有颜色,合成沸石一般是白色。在化学结构上,分子筛是一种结晶硅铝酸盐,其晶体结构中有许多孔,这些孔由孔道(也称为窗口)连接。任何直径小于孔径的“瘦”分子都可以通过窗口进入这个洞,而直径大于孔径的“胖”分子只能从窗口被阻挡。分子筛虽然主要由二氧化硅和氧化铝组成,但随着二氧化硅与氧化铝比例的变化和其他添加剂的加入,可以框合成大量具有不同结构和性能特征的分子筛。不同类型的分子筛具有不同的孔道形状和尺寸。同类型分子筛的孔径和结构也可以不同。分子筛是一种多孔材料,上面密布着大大小小的孔洞。如果这些孔扩大,它的表面积就很大。一克分子筛只有一个大药片那么大,但其孔表面积可以达到300 ~ 1000平方米,比一般家庭面积大很多。分子筛上的孔也叫笼子,有大有小。不同大小的分子可以进入不同的孔洞,被筛选出来。

分子筛对上述尺寸和形状的选择性意味着,如果一个分子能通过分子筛的孔道,它的直径需要小于分子筛的孔径。然而,如果几个分子可以通过孔道,另一方面就涉及到选择性。就像是“竞岗”的问题。所有对分子筛亲和力强的分子都会在竞争中占有优势,更容易吸附在分子筛上并留在孔中,而其他分子只能远离。利用分子筛对某些物质的亲和力强,对其他物质的亲和力弱,人们可以去除目标产物中的杂质,大大提高其纯度,也可以用来减少有害物质的沉积。因此,分子筛有时可以用作吸附剂来分离某些物质。分子筛是一种性能优异、应用广泛的催化材料。分子筛在其结构中通常具有酸性,由于不同的酸性特征,它们可以具有不同的活性、选择性和稳定性。由于由不同性质的分子筛制成的催化剂可以大大加速石油中各种分子的不同催化反应,因此分子筛的研究和生产对催化剂的制造和发展是不可或缺的。各种分子筛广泛用于炼油催化剂中,例如通过在分子筛上负载金属如镍和钨而制成的各种加氢催化剂。


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