第二章-分子筛结构与性质
分子筛的结构应用说明
1.分子筛的概念分子筛是结晶型的硅铝酸盐，具有均匀的孔隙结构。
分子筛中含有大量的结晶水，加热时可汽化除去，故又称沸石。
自然界存在的常称沸石，人工合成的称为分子筛。
它们的化学组成可表示为Mx/n ·ZH2O式中M是金属阳离子，n是它的价数，x是AlO2的分子数，y是SiO2分子数，Z是水分子数，因为AlO2带负电荷，金属阳离子的存在可使分子筛保持电中性。
当金属离子的化合价n = 1时，M的原子数等于Al的原子数；若n = 2，M的原子数为Al原子数的一半。
常用的分子筛主要有：方钠型沸石，如A型分子筛；八面型沸石，如X-型，Y-型分子筛；丝光型沸石（-M型）；高硅型沸石，如ZSM-5等。
分子筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很高的活性和不寻常的选择性，且绝大多数反应是由分子筛的酸性引起的，也属于固体酸类。
近20年来在工业上得到了广泛应用，尤其在炼油工业和石油化工中作为工业催化剂占有重要地位。
2.分子筛的结构特征（1）四个方面、三种层次：分子筛的结构特征可以分为四个方面、三种不同的结构层次。
第一个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4），它们构成分子筛的骨架。
相邻的四面体由氧桥连结成环。
环是分子筛结构的第二个层次，按成环的氧原子数划分，有四元氧环、五元氧环、六元氧环、八元氧环、十元氧环和十二元氧环等。
环是分子筛的通道孔口，对通过分子起着筛分作用。
氧环通过氧桥相互联结，形成具有三维空间的多面体。
各种各样的多面体是分子筛结构的第三个层次。
多面体有中空的笼，笼是分子筛结构的重要特征。
笼分为α笼，八面沸石笼，β笼和γ笼等。
（2）分子筛的笼：α笼：是A型分子筛骨架结构的主要孔穴，它是由12个四元环，8个六元环及6个八元环组成的二十六面体。
笼的平均孔径为1.14nm，空腔体积为7603。
α笼的最大窗孔为八元环，孔径0.41nm。
八面沸石笼：是构成X-型和Y-型分子筛骨架的主要孔穴，由18个四元环、4个六元环和4个十二元环组成的二十六面体，笼的平均孔径为1.25nm，空腔体积为8503。
分子筛简介
基本结构单元是硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4） 硅（铝）氧四面体通过氧桥连接成环 环通过氧桥连接成三维空间的多面体（笼） 笼通过氧桥连接成分子筛
四面体
环
笼
分子筛
硅（铝）氧三维骨架结构具有大量的孔隙（晶穴、晶孔、孔道）, 可以容纳金属阳离子和水分子 —— 阳离子交换与脱水
X、Y型分子筛（八面沸石分子筛）
骨架: 笼中的4个六元环通过氧桥按正四面体方式相互连接（连接处形成六方柱笼） 主晶穴（孔穴）: 7个笼和9个六方柱笼围成一个八面沸石笼（最大窗孔: 十二元环，孔径 0.9 nm） 孔道: 八面沸石笼之间通过十二元环沿三个晶轴方向互相贯通，形成三维孔道 X、Y型分子筛间的区别: Si/Al = 1-1.5为X型，1.5-3.0为Y型
4.化学组成
由于 Al3+ 三价、AlO4 四面体有过剩负电荷, 金属阳离子（Na+ 、K+、Ca2+、Sr2+、Ba2+）的存在使其保持电中性
1 2 5
低硅 中硅 高硅分子筛
窗孔 决定分子能否进入分子筛晶体内部 空腔 决定进入分子的数量
笼 八面沸石笼（超笼）
二十六面体（6个八元环、8个六元环、12个四元环，48个顶点） 平均笼直径 1.14 nm，空腔体积 0.76 nm3 最大窗孔: 八元环，孔径 0.41 nm A型分子筛骨架的主晶穴（孔穴）
二十六面体（4个十二元环、4个六元环、18个四元环，48个顶点） 平均笼直径 1.25 nm，空腔体积 0.85 nm3 最大窗孔: 十二元环，孔径 0.9 nm X、Y型分子筛骨架的主晶穴（孔穴）
ZSM型分子筛（高硅沸石分子筛）
骨架: 与丝光沸石相似，由成对的五元环组成，没有笼、没有晶穴（孔穴） ZSM-5孔道: 十元环孔道（孔径 0.55-0.6 nm ） 两组交叉的三维孔道（直通形 “之”字形） 产品系列: ZSM-5 ZSM-8 ZSM-11；ZSM-21 ZSM-35 ZSM-38等 Si/Al: ZSM-5: 可高达 50 ZSM-8: 可高达100 全硅型沸石 Silicalite-1 和 Silicalite-2 憎水特性
分子筛的一些知识
分子筛的一些知识沸石分子筛的广泛应用，在于它具有优异的性能。
为了深刻了解这些性能，就必须弄清分子筛的结构，而深入研究分子筛的结构与性能，反过来又将进一步促进它的应用和发展。
分子筛是一种晶体硅铝酸盐，因而，可以应用X-射线衍射进行结构分析。
通常合成分子筛是10μ以下的粉末，在使用粉末衍射法进行测试时，对于对称性较差的沸石类型，指标化及搜集强度的工作都十分困难，因此，到目前为止，仅确定了四十多种沸石的结构，还有一半左右尚未测定出来。
倘若能够得到较大的佛石单晶，采用X-射线衍射的单晶转动法更为有效。
较大的A型分子筛单晶可由种子晶体的再结晶得到。
用X-射线衍射的单晶转动法，不仅可在指标化之前，引出晶胞参数，确定骨架结构，而且还可以推定出非骨架原子（或离子）和分子和位置。
每一种分子筛都有特征的X-射线粉末衍射图样，因此由衍射图样的比较，可以确定沸石的类型。
非晶态度的凝胶不产生衍射，故X-射线分析也可以用来观察分子筛结晶的情况，混和物的衍射图样，由各组分的粉末线迭合而成，并且衍射强度随含量而变化。
所以X-射线衍射也用以确定分子筛的纯度。
现在又有一种新的红外光谱法测定分子筛的结构。
通过测定已知结构分子筛的红外光谱，找出普带的特征频率与骨架结构基团间的关系，进而测定未知结构的光谱，推导出骨架结构。
一般采用频率1300-200厘米-1的红外线。
因为这一范围包含着（Si，Al）O4四面体的基本振动，反映出骨架结构的特征。
目前，红外光谱已用于测定沸石骨架的结构类型，结构基团、骨架的硅铝组成，热分解过程中结构的变化和脱水、脱羟基过程中阳离子的迁移等。
在分子筛的应用中，表面性质十分重要。
借助红外光谱，我们可以更透彻地了解沸石的表面性质以及在各种处理中的变化，如根据吸附分子引起的光谱变化，就可知道沸石表面与吸附分子相互作用，吸附分子的位置以及催化活性和表面性质的关系等。
由于红外光谱的高度灵敏性，沸石结构的微小变化都在光谱中得到反映。
分子筛简介解读
Na+
交换度 % =
交换度
交换下来的 Na2O 量 原来分子筛含的Na2O 的量 100%
Me x/n [ (AlO2) x (SiO2) y ] m H2O 人工合成分子筛时，多以Na+来平衡三 维阴离子骨架的负电荷，然而 Na型分 子筛无酸性，其催化性能不好
交换度影响因素
CO2（0.28nm）
分子筛：人工合成的结晶型硅铝酸盐
主要的天然沸石及其物理性质
现已发现天然沸石40多种，人工合成的多达一二百种
3、发展史
1756年发现第一个天然沸石－辉沸石
20世纪50年代，沸石的人工合成工业化
干燥剂（产品含水可脱到 1-10 ppm）
净化剂（天然气、裂解气脱H2S、CO2比硅胶净化度提高10-20倍）
窗孔 决定分子能否进入分子筛晶体内部 空腔 决定进入分子的数量
笼
二十六面体（6个八元环、8个六元 环、12个四元环，48个顶点）
平均笼直径 1.14 nm，空腔体积 0.76 nm3
最大窗孔：八元环，孔径 0.41 nm
A型分子筛骨架的主晶穴（孔穴）
八面沸石笼（超笼） 二十六面体（4个十二元环、4个六
ZSM型分子筛（高硅沸石分子筛）
骨架：
与丝光沸石相似，由成对的五元环组成，没有笼、没有晶 穴（孔穴）
ZSM-5孔道：
十元环孔道（孔径 0.55-0.6 nm ） 两组交叉的三维孔道（直通形 “之”字形）
产品系列：
ZSM-5 ZSM-8 ZSM-11；ZSM-21 ZSM-35 ZSM-38等
多孔型分子筛材料的结构、性能与应用
多孔型分子筛材料的结构、性能与应用摘要：简要介绍了沸石分子筛的基本结构、物理化学性质以及作为多功能材料在吸附剂、阳离子交换剂和催化剂等方面的应用。
关键词：沸石；分子筛；多孔材料；催化剂沸石是一类硅酸铝盐多孔晶体材料，由SiO2, Al2O3, H2O, Na2O, K2O和CaO 等主要成分组成，其结晶水在加热能形成水蒸气释放，因此其英文名（zeolite）源于希腊语沸腾的石头的意思。
沸石失去孔道中的结晶水后，可以吸附多种气体分子，由于其孔道均匀，同时尺寸为分子大小水平，因此显示非常独特的根据分子大小和形状进行选择性吸附和分离的性能。
为此，通常又将沸石称作分子筛（molecular sieve）。
沸石作为天然矿物质18世纪发现于火山岩中，最初仅得到了一部分矿物学家和物理化学家的关注。
此后随着上述沸石的特性和功能的发现，同时认识到沸石是解决石油化工、资源和能源及环境等领域中有关国计民生问题的重要功能材料，20世纪中期模拟自然界沸石生成的条件，兴起了沸石分子筛的水热合成研究，不仅成功合成出与天然沸石具有相同晶体结构的分子筛，而且研发出了一系列结构新型的人工合成沸石分子筛。
目前，晶体结构得到解析并获得国际沸石学会承认的沸石分子筛的种类已接近180种，其中绝大部分是人工合成结构，其数目还在逐年增加。
沸石分子筛作为一类多孔性功能材料被广泛应用于原油裂解生产汽柴油的催化剂、替代液体酸的固体催化剂、吸附剂、阳离子交换剂、气体及烃类分离剂，同时在肥料和动物饲料添加剂、土壤改良剂、造纸用填充剂以及塑料添加剂等方面也有着实质性或潜在的应用。
1 沸石的组成和晶体结构特征沸石分子筛是具有规则的均匀微孔结构的一类硅铝酸盐。
其化学组成为：M2/n • Al2O3 • xSiO2 • yH2O，式中，M：金属阳离子；n：金属阳离子的价态；x：硅铝比；y：饱和水分子数。
构成沸石分子筛骨架的基本结构为硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体(AlO4)。
分子筛
分子筛的科学和工学分子筛是少见的具有广泛应用领域的机能性物质，分子筛具有吸附作用，离子交换作用，催化作用，被广泛应用于化工和其他工程领域。
多孔材料的孔道大小分类：分子筛的构造：Zeolite: 结晶型多孔质硅铝酸盐的总称。
1756年从天然矿物中发现的 基本结构单位是四面体构造的(SiO 4)4-或者(AlO 4)5-单位(统称TO 4) 。
一个TO 4单位有四个顶点氧，这四个顶点氧分别和相邻的四个TO 4单位的顶点氧共享，逐步连成三维结构，形成结晶。
这种结晶物质具有多孔性，孔道入口处直径为0.4-0.8nm ．由于比孔道口小的分子可以进入孔道内，而比孔道口大的分子无法进入孔道．所以这种物质具有筛分分子的作用，称为分子筛．1.除Al 3+之外，3价或4价元素引入硅酸盐的骨骼，可以形成和硅铝酸盐具有同样结晶构造的金属硅酸盐．2.组成为AlPO 4的与分子筛同样多孔构造的磷铝酸盐多孔结晶体．分子筛是硅铝酸盐特有的构造，其他多种氧化物可以构成同样的结晶型多孔构造．组成一个TO4单位有四个顶点氧，这四个顶点氧分别和相邻的四个TO4单位的顶点氧共享，逐步连成三维结构，形成结晶。
Tectosilicate: 网硅酸盐．SiO2以Al3+置换骨骼中的部分Si4+时, 骨架结构呈负电性，必须在结构中引入其他阳离子如Na+,H+, Ca2+等, 补足正电荷，组成为M n Al n Si1-n O2(M为1价阳离子).International Zeolite Association, IZA 分子筛或分子筛类似物的必要条件：形成敞开3维网络体系的化合物，组成为ABn (n≈2), A成4根键，B成2根键，骨骼密度在20.5（TO4单位）以下的物质．骨骼密度：1nm3内T(含Si和Al)原子数总合．骨骼密度在21以上的物质被称为致密网硅酸盐．氧化物以外的物质也可以放在分子筛类似物的范畴． 分子筛(沸石)命名：天然矿物沸石人工合成分子筛天然沸石命名：(1)矿物学家和化学家的名字Faujasite(FAU):France(矿)B.Faujas de Saint-Fond (1741~1819) Ferrierite(FER):Canada(矿)W.F.Ferrier(1865~1950)Gmelinite(GME):German(化)C.G.Gmelin(1792~1860)Heulandite(HEU):British(矿)J.H. Heuland(1778~1856)Offretite(OFF):France(?)A.J.J.Offret(1857~)Paulingite(PAU):USA(化)L.C.Pauling(1901~1994)(2)产地命名Bikitait(BIK):津巴布韦Bikita Goosecreekite(GOO): USA Virginia state Goose Greek Quarry Mordenite(MOR,丝光沸石):Canada nava scoot state morden(3)形态组成命名(希腊语) Analcime(ANA):无Chahazite(CHA,菱沸石): 冰雹Erionite(ERI):羊毛Stibite(STI,束沸石):光泽合成沸石命名：主要有研制的公司和大学等研究机构命名。
分子筛结构和性质
分子筛结构和性质分子筛是一种由无机合成的高度有序、多孔的晶体结构材料，具有特殊的孔结构和吸附性能。
它以其丰富的孔道结构和特殊的化学组成而在催化、吸附分离、分子检测以及生物医学等领域得到广泛应用。
在下面的文章中，我将详细介绍分子筛的结构和性质。
首先，让我们来了解分子筛的结构。
分子筛的结构由无机氧化物组成，主要包括硅、铝等元素，常见的分子筛成分有沸石、SAPO、MAPO等。
分子筛具有三维的有序孔道结构，孔道结构可以分为微孔、介孔和大孔。
在微观层面上，分子筛的结构可以看作是由多种不同大小孔道交错组成的网状结构。
这种孔道结构的具体形状和尺寸可以通过合成过程中的模板选择和合成条件来调控。
此外，分子筛的结构中常见的有晶格孔、缺陷孔和层间孔。
其次，让我们来了解分子筛的性质。
分子筛具有许多独特的性质，主要包括吸附性能、催化性能、选择性和分子识别性能。
分子筛的吸附性能是它最重要的特性之一，它可以通过其孔道结构选择性地吸附不同大小、极性和形状的分子。
分子筛的催化性能主要体现在其对分子间相互作用的选择性控制和催化反应的有效性。
分子筛催化剂可以通过表面酸性和结构上的局部环境调控，实现对反应物的选择性吸附和反应速率的控制。
此外，由于分子筛结构的独特性质，它在分子分离、气体和液体吸附以及分子检测等方面具有广泛的应用。
分子筛的独特性质还体现在其对分子大小和极性的选择性吸附。
由于其孔道结构和表面电荷分布的差异，不同类型的分子筛对不同大小的分子具有选择性吸附能力。
这种选择性使得分子筛可以用于分子分离、去除杂质以及储存和释放分子等应用。
此外，分子筛还可以通过调整合成条件和晶体结构，来实现不同孔径和孔隙分布的调控。
这种调控性使得分子筛可以应用于不同领域和不同需求的研究。
另一方面，分子筛的结构和性质与其应用密切相关。
例如，在催化反应中，分子筛的结构可以影响反应的选择性和活性。
通过调控分子筛的孔道结构和表面酸性等特性，可以实现对反应物的选择性吸附和反应速率的调控。
分子筛简介
改性与修饰的应用前景
环境保护
能源化工
改性与修饰后的分子筛可用于空气净化、 水处理、废气废液处理等领域，有效去除 环境中的有害物质。
在石油化工、天然气化工、煤化工等领域 ，改性与修饰后的分子筛可提高产品的分 离效率和产率，降低能耗和成本。
医药领域
其他领域
在药物合成、分离纯化、药物载体等方面 ，改性与修饰后的分子筛可提高药物的纯 度和疗效，降低副作用。
除了上述应用领域，改性与修饰后的分子 筛还可应用于电化学、传感器、催化剂等 领域，具有广泛的应用前景。
06
分子筛的发展趋势与展望
技术创新与突破方向
1 2
开发新型分子筛材料
研究新的合成方法，开发具有优异性能的新型分 子筛材料，以满足不断变化的市场需求。
分子筛的改性研究
通过改性技术，提高分子筛的稳定性和活性，优 化其结构和性能，以拓展其应用领域。
药物合成
分子筛可用于药物合成，如一些药物 的有效成分可以通过分子筛进行分离 和纯化。
05
分子筛的改性与修饰
改性方法
物理法
通过改变分子筛的物理性质，如粒径、比表面积 等，以改善其吸附和分离性能。
化学法
通过化学反应改变分子筛的表面性质，引入新的 功能基团，提高分子筛的选择性和吸附容量。
复合法
结合物理法和化学法，同时改变分子筛的物理和 化学性质，以获得更好的改性效果。
纯水的制备等。
催化剂载体应用
石油化工
分子筛作为催化剂载体，可用于 石油裂解、重油轻质化等反应中 ，提高催化剂的活性和稳定性。
环保领域
分子筛作为催化剂载体，可用于 废气处理、污水处理等领域，如 用于去除硫化氢、氨气等有害气 体。
其他应用领域及实例
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5A分子筛对水有很强的亲和力
很强的吸水性
5A分子筛是工业上重要的选择性吸附剂
富氧，N2-He分离 等 5A分子筛在炼油工业中应用，分子筛脱蜡，将石油馏分中正构烷烃 （4.9Å）与非正构烷烃分离（>5Å）
3A分子筛主要应用于石油裂解气和天然气的干燥
沸石的吸附性质
沸石的“分子筛”作用 对极性分子的强亲合力 对不饱和化合物的亲合力 吸水性
离子交换也可在密闭系统中进行，温度提高到150-300度左右，这样可使交 换过程强化，从而提高交换度和交换效率。
经离子交换后，沸石的孔径及物化 性质会有明显变化
例如：A型沸石，由于Si/Al=1，因此是所有
沸石中，具有最大离子交换容量的分子筛。 NaA型的孔径为4 Å，经Cs+、K+、Ca2+交换 后的A型分子筛孔径变为2 Å、3 Å与5 Å。
A Z + B
+ -
+
+ A B Z + + -
离子交换度(简称交换度)： 交换下来的钠离子量占沸石中原有钠离子量的百分数 离子交换容量(简称交换容量)： 每100克沸石中交换的阳离子毫摩尔数，以毫摩尔/100克表示
离子交换性质
低硅铝比的沸石具有较高的离子交换量。 例如：A型、X型、Y型沸石交换量可达4～7 mmol/g， 而硅铝比为40的ZSM-5交换量只有0.75 mmol/g。 对于同种类型的沸石，硅铝比越低，其交换量越高。
沸石分子筛具有高热稳定性
沸石的稳定性通常是指它在经受高温处理后，晶体结构是否破坏以及性能(如吸附 分离性能等)是否降低 一般来说，沸石的硅铝比越高，其稳定性也越好 对于某种类型的沸石来说，阳离子不同时，稳定性也有所不同
沸石 NaA NaX NaY SiO2 /Al2O3 2 2.5 4.8 结构破坏温度/ ℃ 差热峰/ ℃ 933 933 974 > 1000 > 1200
孔道结构特点
孔壁结构特点
分子筛的结构特点
孔道结构特点
具有分子大小的、均匀一致的孔径； 具有高的内表面； 具有较大的孔容；
孔壁结构特点
通过TO4四面体有序连接； 骨架组成可变； 骨架负电性；（骨架外阳离子可变） 离子交换性质； 固体酸性质；
沸石分子筛的物化性质
孔性质
离子交换性质
吸附性质
分子筛的结构代码
一些沸石分子筛对应的骨架代码
Code Abbreviated Name Full Name
LTA
LTL FAU MOR MFI -CLO *BEA
Linde Type A
Linde Type L Faujasite Mordenite ZSM-5 (five) Cloverite Zeolite Beta
H+交换度的影响 水蒸气处理的影响 化合物改性的影响
沸石酸性质的测定NFra bibliotek3-TPDTemperature Programmed Desorption
压力表 4
N2载气 1
开关阀
2
稳压阀
3 稳流阀
反应器
5 6
管式加热炉
测定的方法
催化剂装入石英反应管内 进行催化剂的活化处理 吸附温度下，达到氨吸附平衡 开动记录仪，改通载气，带走残余的 和脱去物理吸附的氨。 待记录仪的基线走平后，开始TPD
对不饱和化合物的亲合力
含有双键的分子是可被极化的分子，和沸石之间也具有强的亲合力。不饱 和度愈大的分子，吸附也愈强。
吸附剂 4A沸石 活性炭 硅胶 压力 （毫米汞柱） 1 100 100 100 吸附量（%） 乙炔 3.8 7.7 3.5 2.2 乙烯 1.4 7.8 4.8 2.4 乙烷 0.3 3.8 5.9 0.7
高热稳定性
酸性质
骨架组成可变
孔性质
孔径
孔体积 表面积
均匀的微孔
与一般物质的分子大小的数量级相当
吸附位或者活性位绝大多数是在其微孔孔道内
1) 3A分子筛； 2) 4A分子筛； 3) 5A分子筛； 4) 10X分子筛； 5) 13X分子筛； 6) 硅胶； 7) 活性炭
孔体积
沸石具有空旷的骨架结构，晶穴体积约为总 体积的40-50%。 根据沸石的晶体结构可以计算晶胞体积和晶 穴体积，也可利用某种吸附质在饱和蒸气压(P=P0) 或接近饱和蒸气压时的饱和吸附量计算。
沸石的“分子筛”作用
沸石的孔径大小决定了可以进入晶穴内部的分 子的大小。
例如：用正己烷(直径为4.9Å)和分子直径大于5Å的苯、四氢萘、甲 基环己烷配制成混合物。 在5A分子筛上的吸附结果是：5A分子筛可选择吸附正己烷分子， 但是不吸附较大的分子。可看出沸石对不同大小的分子表现出明显 的选择性吸附
沸石分子筛的历史
Zeolites have been studied by mineralogists for over 250 years.
Zeo= to boil lite= stone
ZEOLITE
分子筛的名称
天然沸石的矿物名称多与发现地和发现者有关
人工合成沸石分子筛常用发现者工作单位来命名
离子交换方法
水溶液中交换是离子交换最常用的方法
欲交换上去的金属离子在水溶液中以阳离子(简单的或络合的)状态存在 水溶液的pH值范围应不破坏沸石的晶体结构
常用的交换条件是：
温度为室温至100 ℃；时间为数十分钟至数小时；溶液浓度为0.1-0.2 mol/l 常用的提高交换度的方法有： 多次交换法 连续交换法 离子交换和高温焙烧交替进行
孔体积与沸石分子筛的吸附性能有很大关系， 它直接决定着分子筛的饱和吸附量。
表面积
沸石 内表面(m2/g) A 750~800 X, Y 800~1000 M 300~500 ZSM-5 400~500
和其它多孔物质比较，沸石具有很大的表面积 表面积主要存在于晶穴内部，外表面占总表面积很小的比例
不同晶粒大小的X和Y分子筛的内外表面积
沸石分子筛的酸性
酸类型
B酸？L酸？ 最常用的鉴定方法是采用吡啶吸附红外光谱法(Py-IR)
酸强度
强酸中心，弱酸中心 等 对于B酸来说是指它给出质子的能力；对于L酸来说是指它接受电子对的 能力。 “指示剂法”、量热法、光谱法、碱气吸(脱)附法和色谱法来衡量，但要 严格区分B酸和L酸各自的强度和分布却不容易。 所谓固体超强酸是指比100%H2SO4还要强的酸，100%硫酸的酸度用 Hammett酸函数表示为H0为-11.93，而SO42--MxOy型固体超强酸的H0值一般 在-14～-17之间
例如，将NaA型沸石交换为KA型沸石时，吸氧能力基本消失，交 换为CaA型沸石时能吸附丙烷 当NaX型沸石交换为CaX型沸石时，水和氢的吸附等温线和吸附热 都有明显的变化 Y型沸石中的钠离子被多价阳离子取代后，可以完全改变沸石的催 化特性，等等
离子交换性质
沸石与某种金属盐的水溶液相接触时，溶液中的金属阳离子可进入 沸石中，而沸石中的阳离子可被交换下来进入溶液中。
Zeolite A (Linda Division, Union Carbide)
Zeolite L (Linda Division, Union Carbide)
Zeolite Socony Mobil – five Four-leafed clover shaped pore opening
几种重要沸石分子筛的骨架硅铝比范围
沸石较活性炭和硅胶有更高的吸附不饱和烃的能力，对不饱和度大的烃 类，具有更好的吸附能力。 另一个例子：13X型沸石可以从苯和环己烷的混合物中选择性吸附苯，从而 可以得到高纯度的环己烷。
吸水性
吸水量：
作为气体干燥剂，沸石具有较大的吸水能力．沸石的吸水量较硅胶和氧化 铝都高；
低分压下的吸水性：
开始破坏
660 660 700
50%破坏
755 770 780
LaY
M H-ZSM-5
4.8
> 10 > 10
840
—— > 900
870
—— ——
沸石骨架组成的可变性
由于沸石是有TO4四面体构筑的网络结构，对于同一种骨 架结构来说，其骨架组成除了Si和Al以外，还可以由其它 原子替代。
例如：MFI家族中，除了由硅铝组成ZSM-5以外，还有全硅 (Silicalite-1)，杂原子ZSM-5，TS-1等。 Beta沸石家族中，除了硅铝组成的beta以外，还有B-beta、Febeta、Zn-beta。
7 程序升温控制仪 NH3 吸收 8 TCD
酸量
单位质量（或表面积）催化剂的酸中心的数量[mmol/g(mmol/m2)] 正丁胺滴定法、电位滴定法、碱气吸(脱)附法、脉冲中毒法等
影响沸石分子筛酸性的因素
硅铝比的影响 杂原子同晶取代的影响
酸强度：HZSM-5>HGaZSM-5>HFeZSM-5>HBZSM-5
晶粒尺寸/ μm REX 2.3
外表面积 / m2/g 2.35
占总表面积 / % 0.49
REY
1.2
6.98
1.23
离子交换性质
十九世纪末叶就已发现了沸石的离子交换作用， 沸石的这种可逆离子交换能力是其重要性能之 一 交换后的离子可调节晶体内的电场、表面酸性， 从而可改变沸石的性质、调节沸石的吸附和催 化特性
对极性分子的强亲合力
极性强或易被极化的分子，易被沸石吸附
极性分子CO和非极性分子Ar二者的直径接近，都小于4 Å；沸点也 接近(CO为-191.5℃，Ar为-185.7℃)。两者区别为CO是极性分子， 而Ar是非极性分子，因而在5A型沸石上CO的吸附量远大于Ar的吸 附量 二甲苯的三个异构体(邻-，间-，对-二甲苯)中，邻-、间-二甲苯的 极性比对-二甲苯的极性强，在CaX或CaY型沸石上可选择吸附邻-, 间-二甲苯，从而达到分离出对-二甲苯的目的。