分子筛是一种能分离不同大小分子的固体吸附剂。它是以SiO2和Al203为主要成分的结晶铝硅酸盐,其晶体中有许多一定大小的空穴,空穴之间有许多直径相同的孔相连。它能将比孔径小的分子吸附到孔穴内部,而把比孔径大的分子排斥在外面,起到筛分分子的作用,因而被形象地称为“分子筛”。它是白色晶状粉末,为了使用上的需要,常加入某些粘合剂制成颗粒或片状117。
Smith对沸石的定义为118)“沸石是具有骨架结构的硅铝酸盐,骨架形成的空穴由大的离子和水分子所占据,两者可以自由移动,而进行离子交换和可逆地脱水”。骨架结构包括以角相连的四面体,其中小的原子(统称T原子)位于四面体的中心,氧原子位于四面体的角端上。T原子对tian然沸石为Al或Si原子,但在合成沸石中也可以改用其它的原子,如Ga,Ge和P等。目前已有将FeGr、VMo等元素引入沸石骨架的报道。在tian然沸石中,空穴内的离子可以为一价或二价,主要是Na、Ca、K、 Mg和Ba合成的结晶硅铝酸金属盐多水化合物的化学通式为:
分子筛作为一种性能良好的干燥剂,分子筛可干燥多种溶剂,如二氯甲烷,乙醇等。干燥溶剂需要多长时间,案例1:二氯甲烷通过无水硫酸镁干燥,再加分子筛进一步干燥需要多长时间,添加分子筛的目的主要是为了防zhi空气中的水份进入室内,保护室内干燥环境,使用时间约为2小时。此外,如二氯甲烷,其水分含量不高。常压蒸馏可以先进行,前馏分中有一部分水会被提取。再用剩余的氢化钙倒流几个小时,基本上就可以去除水分了。蒸煮之后,可以用分子筛来保存。其一为物理吸附,其二为化学脱水。
分子筛吸附剂具有优异的耐酸耐热性能,能耐除氢氟酸以外的各种无机酸、you机酸及you机溶剂的腐蚀,可在各种高、低温场合使用,应用范围十分广泛。
分子筛吸湿能力强,而且各种溶剂几乎都可以用它来干燥,因此在实验室和工业上得到了广泛的应用。分子筛吸附法是一种低能耗、高效率的脱水方法,工艺简单,更适用于液体气体的shen度脱水利用分子筛孔径大小选择性吸附水,从而实现分离。
分子筛的吸附能力与电荷密度(极性)进而与所吸附的分子有关。一般极性强的分子容易被吸附。分子筛要进一步区分混合分子中哪些可以吸附,并确定在多大程度上电荷密度可使分子吸附在晶体上。吸附现象是指水相分子或气相分子聚集在固体的表面上,由分子间的相互作用结合在一起。因为吸附是分子表面现象,生产固体吸附剂必须内表面积特别大才行。一般说1g分子筛的内表面积等于750m。
分子筛使用一定时间以后,吸附水分的能力下降,此时要将它反向脱水,除qu分子筛中的水分,达到zai生的要求。一般分子筛zai生采用干燥热空气作为载体,空气加热到200-350℃在0.3~05g/cm压力下,反向通过分子筛层,出口温度150℃~180℃zai生时间根据分子筛吸水饱和情况确定。分子筛经过zai生后可继续进行吸附脱水。
分子筛的热稳定性好,能经受住600℃~700℃的短暂高温,zai生温度不宜超过600℃,否则影响分子筛活性,可抽真空解析zai生(无热zai生)。分子筛不溶于水,但溶解于强酸和强碱,故可在pH5~11的介质中使用。分子筛极易吸水,应密封存放,使用时应检查含水量是否超过标准,存放日久吸潮,应zai生后使用,其性能不变。分子筛具有吸附速度快、zai生次数多、抗碎和抗磨损强度高、抗污染能力强、利用效率高、使用寿命长等特点是气液相shen度干燥必需的干燥剂。