影響沸石分子篩合成的影響因素有哪些

時間 2022-03-29 05:00:03

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影響沸石分子篩合成的影響因素有分散介質、電解質、表面活性劑、礦化劑、導向劑、鹼金屬離子等。各種沸石其化學組成是不同的。為了合成某種型別的分子篩,必須配製具有一定配比的反應混合物,反應混合物的配比不同,所得到的沸石品種也不同,所以反應混合物的組成是影響沸石合成的最主要因素,而矽鋁比和鹼度又是反應混合物組成的兩個重要因素。

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反應混合物的組成

各種沸石其化學組成是不同的。為了合成某種型別的分子篩,必須配製具有一定配比的反應混合物,反應混合物的配比不同,所得到的沸石品種也不同,所以反應混合物的組成是影響沸石合成的最主要因素,而矽鋁比和鹼度又是反應混合物組成的兩個重要因素。

一般說來,在其它條件不變的情況下,反應混合物的矽鋁比越高則晶化速度越慢,而產品的矽鋁比則越高;反之,若將體系中的矽鋁比降低,則晶化速度加快,但產品中的矽鋁比也降低。

所謂鹼度是指體系中鹼的濃度,它決定於體系中的水鈉比。當體系中水量固定時,過量鹼愈高,則鹼度愈大。

鹼度主要有兩個作用,一個是控制矽酸鹽陰離子的狀態(特別是它的聚合度),另一個是控制體系中各組分平衡狀態的位置,以保證在一定的條件下反應向生成某種沸石的方向進行。

不同的拂石是在不同的鹼度(及不同的矽鋁比)下生成的。

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沸石分子篩具有晶體的結構和特徵,表面為固體骨架,內部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之間有孔道相互連線,分子由孔道經過。由於孔穴的結晶性質,分子篩的孔徑分佈非常均一。

分子篩依據其晶體內部孔穴的大小對分子進行選擇性吸附

簡述分子篩吸附的原理,影響分子篩吸附效果的因素有哪些,是如何影響的

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分子篩吸附原理

吸附現象分為物理吸附和化學吸附兩種。對氣體純化主要靠吸附並有交換作用。 分子篩孔隙率非常高,內表面積很大,內空穴佔體積的50%左右,

經高溫活化沸石失水後,晶體內部形成許多孔徑大小均一的孔徑,具有很強的吸附能力,能有效地把直徑小於其孔徑的分子吸進孔內,而把大於孔徑的分子擋在孔外,從而使得大小不同的分子分離。

影響分子篩吸附容量的因素:1.溫度:

吸附容量隨溫度的升高而減少。 2.流速:

流速越高吸附效果越差。 3.再生完善程度:

再生解析越徹底吸附容量就越大。

4.分子篩厚度:吸附劑床層厚吸附效果越好。

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影響分子篩吸附容量的因素?

答:1.溫度:吸附容量隨溫度的升高而減少。

2.流速:流速越高吸附效果越差。

3.再生完善程度:再生解析越徹底吸附容量就越大。

4.分子篩厚度:吸附劑床層厚吸附效果越好。

請解釋沸石作為分子篩的以下作用原理

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分子篩是變壓吸附空分制氮技術中至關重要的吸附劑,它具有均勻微孔和特殊的晶體結構,其孔徑與流體分子的直徑相當,從而構成獨特的吸附與催化的選擇性,以及特定「篩」的性質,它可以篩分大小不同的流體分子,阻止直徑大於微孔的分子通過而允許直徑小於微孔分子通過,這種作用叫做分子篩的位阻效應,或稱篩分作用。

在變壓吸附製取氧氣各氮氣的裝置中,主要採用沸石分子篩和碳分子篩。

1、沸石分子篩

它是一種人工合成的無機吸附劑,其組成與天然沸石相近,是具有多孔籠形骨架結構的結晶矽鋁酸鹽化合物。

沸石分子篩以sio2和al2o3為主要成分,並通過共用氧原子相連線,它的一般化學組成通式為:

〖m2 (i),m(ii)〗o·al2o3·nsio2·mh2o

由於沸石分子篩具有多孔籠形骨架的晶體結構,其晶穴體積佔沸石晶體體積的50%以上,同時,內晶表面高度極化,晶穴內有較強的靜電場,微孔分佈均勻,大小與普通分子相當,巨大的比表面可容納相當數量的吸附質分子,並能按吸附質的大小和形狀進行篩分。

分子直徑比沸石分子篩篩孔小的分子,雖然都能進入孔穴內,但仍可藉助於不同的分子極性、不飽和度、極化率及空間構型等所產生的吸附強弱和擴散速度上的差異來分離氣體分子。這是由於陽離子和帶負電荷的矽鋁氧骨架所構成的沸石本身是一種極性物質,可以通過靜電誘導而使分子極化。所以,凡極性越強,或越容易被極化的分子,也就越容易被吸附。

沸石分子篩在低吸附質濃度(或高吸附溫度下),仍具有高效的吸附能力,其原因就在於,它的吸附力性質與其他吸附劑有所不同。例如,活性碳的吸附力是色散力的作用,而沸石分子篩不僅有色散力的作用,而且存在較大的靜電力。由於沸石分子篩的晶穴裡含有陽離子,加上骨架氧帶有負電荷,這樣在陽離子四周產生強大的區域性正電場。

由於兩者的共同作用,沸石分子篩具有特別強的吸附能力。

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兩種常用沸石分子篩結構圖

沸石分子篩的吸附作用有兩個特點:(1)表面上的路易斯中心極性很強;(2)沸石中的籠或通道的尺寸很小,使得其中的引力場很強。因此,其對吸附質分子的吸附能力遠超過其他型別的吸附劑。

即使吸附質的分壓(或濃度)很低,吸附量仍很可觀。沸石分子篩的吸附分離效果不僅與吸附質分子的尺寸和形狀有關,而且還與其極性有關,因此,沸石分子篩也可用於尺寸相近的物質的分離。

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