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沸石分子筛简介
来源:中国粉体技术网    更新时间:2013-12-04 21:34:55    浏览次数:
 
      (中国粉体技术网/三水)沸石分子筛是一类具有规整微孔孔道结构的结晶态硅铝酸盐材料,典型的沸石结构特征如图1所示。沸石分子筛可分为天然沸石和人工沸石,迄今为止,己有206种拓扑结构的沸石被合成和发现,其中包括40多种天然沸石,其他的均为人工沸石。沸石孔道的半径取决于构成孔道的T原子所连接成环状的窗口,因此,根据沸石分子蹄的孔道大小,可将沸石分子蹄分为以下几类(1)小孔沸石,由四元、六元或九元环组成,孔径大小约为0.3-0.45nm;(2)中孔沸石,由十元环组成,孔径大小约为0.45-0.60nm;(3)大孔沸石,由十二环组成,孔径大小约为0.6-0.8nm;(4)超大孔沸石,由十四元、十六元、十八元、二十四元或二十六元环组成,孔径大小约为0.8-2.5nm。
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图1  典型的沸石LEV,BEA和MFI的结构示意图
       沸石分子筛具有独特、规整的晶体结构,其中的每一类都有一定尺寸、形状的孔道结构,较大的比表面积,大部分种类的沸石分子筛表面有较强的酸中心,同时晶内有强大的静电场和极性作用,这些特性使之成为一类性能优异的固体酸催化剂,具有独特的“择形催化”功能以及强的吸附分离性能。
       沸石分子筛的合成研究经历了三个主要的发展阶段,即七十年代 ZSM-5的合成、八十年代 AlPO4-n 系列分子筛的合成和九十年代M41S中孔硅胶的合成,从而把分子筛的结构从微孔扩展到了中孔,骨架化学组成从硅酸铝扩展到了含有各种杂原子的硅铝酸盐、磷酸铝及磷铝酸盐,其结构至少超过120多种,应用涉及从石油加工到精细化工的各个方面。目前,沸石分子筛已经不只局限于用作酸催化或金属-酸双功能催化剂,在碱催化、选择氧化和不对称催化合成等领域亦已崭露头角,更令人鼓舞的是分子筛作为一种具有纳米级尺寸窗口、孔道和孔笼的新型固体材料,在分子电子学、非线性光学、化学传感器和高能电池等领域正在酝酿着新的突破。

 
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