分子篩結(jié)構(gòu)類型
作者：同興萬鑫 瀏覽量： 發(fā)布時(shí)間：18-05-24
分子篩對物質(zhì)的吸附來源于物理吸附(范德華力)，其晶體孔穴內(nèi)部有很強(qiáng)的極性和庫侖場，對極性分子(如水)和不飽和分子表現(xiàn)出強(qiáng)烈的吸附能力。分子篩的孔徑分布非常均一，只有分子直徑小于孔穴直徑的物質(zhì)才可能進(jìn)入分子篩的晶穴內(nèi)部。那么分子篩到底有什么結(jié)構(gòu)類型呢?
分子篩主要是由氧化鈉(Na2O)、氧化鋁(A1203)和氧化硅(SiO2)組成的。一般分類根據(jù)分子篩中SiO2與Al2O3的摩爾數(shù)之比(即硅鋁比)確定。A型分子篩的硅鋁比為2，X型的硅鋁比為2.5，Y型的硅鋁比為5，絲光沸石的硅鋁比為10。一般情況下分子篩并非很純，所以硅鋁比在一定范圍內(nèi)變化，X型為2～3，Y型為3～6，絲光沸石為9～12。交換陽離子的能力主要取決于二氧化硅的含量。分子篩中的鈉離子被其它金屬離子所取代，也能改變分子篩的型號(hào)，例如，13X型分子篩中的鈉離子被鈣離子取代一部分后可變?yōu)?0X型分子篩;4A型分子篩中鈉離子被鈣取代后，可變?yōu)?A型分子篩。
從結(jié)構(gòu)上分類，沸石骨架中硅氧四面體和鋁氧四面體的數(shù)量以及連接方式的不同可以形成不同種類的沸石，現(xiàn)有的沸石(包括天然沸石和人工合成沸石)大約有一百余種。工業(yè)生產(chǎn)上常見的主要有 LTA 型(A)、FAU 型(包括 X，Y)、β型和 MFI 型等。
MFI 型分子篩是非常重要的一類沸石，通常被稱為 ZSM-5，如果沸石晶體骨架中的不含有鋁原子，完全由硅氧四面體構(gòu)成，則稱為 Si-ZSM-5 。上個(gè)世紀(jì)70年代某公司首先合成出了這種結(jié)構(gòu)的沸石，取名為ZSM-5。ZSM-5 沸石出現(xiàn)后，由于其獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)、良好的耐溫性以及優(yōu)良的離子交換性能，很快在催化、吸附等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，并成為上世紀(jì)末沸石研究的主流。
MFI屬斜方晶系，晶格三軸長各為：a=20.1A、b=19.9A、c=13.4A。MFI型分子篩具有優(yōu)良的孔道結(jié)構(gòu)，它有兩種相互交聯(lián)的孔道體系，一是b軸方向的直線形孔道，孔徑尺寸為0.53×0.56nm，一是a軸方向的正弦形孔道，孔徑尺寸0.51×0.55nm，下圖為它的空間骨架示意圖。
