沸石分子筛吸附
分子筛简介
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
1-1.5
0.9-1.0
Y
Na56 [ (AlO2)56(SiO2)136 ] 264H2O
1.5-3
0.9-1.0
M
Na8 [ (AlO2)8(SiO2)40 ] 24H2O
5
0.67-0.70
ZSM-5
Na3 [ (AlO2)3(SiO2)93 ] 16H2O
>30
0.55-0.60
5、命名
Na+ 交换度 交换度影响因素 分子筛类型、阳离子性质 交换条件（交换温度、交换时间、 交换次数、交换液浓度、PH值和用量等） 离子交换对分子筛性质的影响 对分子筛晶体内静电场的影响 对分子筛酸性的影响 对分子筛孔径的影响 对分子筛热稳定性的影响
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
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）
VOCs废气排放治理技术——沸石(分子筛)转轮吸附浓缩+热力燃烧法
软 包 装 的ＶＯＣＳ来 自 印 刷 和 复 合 过 程 对 油 墨 、 胶 水 体 内 ， 分 子 像 搭 架 子 似 地 连 在 一 起 ， 中 间 形 成 很 多 的 空
的 烘 干 环 节 ， 主 要 成 分 为 乙 醇 、 异 丙 醇 、 丙 醇 、 醋 酸 乙 腔 。
酯 、 醋 酸 丁 酯 、 乙 酸 丁 酯 等 。 目 前 大 部 分 企 业 没 有 经 过
它们 的 共 同特 点 就 是 具 有架 状 结 构 ，就 是 说 在 它 们 的 晶 浓 度 的 废 气 浓 缩 为 ／Ｊ、风 量 、 高 浓 度 ， 再 以 直 接 燃 烧 的 方
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式 ，将 有机 组 分 转 化 为 无害 的ＣＯ，和 Ｈ，０，以 达到 去 除
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ＶＯＣｓ废 气排放治理技术 沸 石 （分子筛 ）转轮 吸附浓缩＋热 力燃烧法
Ｅｘｈａｕｓｔ Ｅｍ ｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ＶＯＣｓ Ｔｒｅａｔｍ ｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ — — Ｚｅ０¨ｔｅ（Ｍ ｏｌｅｃｕｌａｒ Ｓｉｅｖｅ）Ｃｙｌｉｎｄｅｒ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ＋Ｔｈｅｒｍ ａｌ Ｃｏｍ ｂｕｓｔｉｏｎ
能 有 针对 性地 治 理软 包 装 行业ＶＯＣｓ，做 到达 标 排放 。 排 放 至 大 气 中 ，而 另 一 部 分 气 体 则 加 热 后 进 入 再 生 区 ，
一 、 沸 石 的 结 构 及 特 性
此 区 主 要 功 能 是 将 沸 石 经 由 高 温 再 生 空 气 脱 附 再 生 。 经
沸石分子筛的性能特点
Fig. Stereoscan of zeolite X crystal
Fig. Stereoscan of zeolite X crystal about 50 m in size showing spinel-type contact twin and spheroids of zeolite P
•Байду номын сангаас溶液中旳反应：
25
① 骨架Si、Al可用Ga、P等取代→杂原子取代分子筛② 可调变表面酸性及其他活性中心旳强度和浓度，或者调变分子筛表面旳吸附性质，从亲水性到疏水性。 如：阳离子互换→酸性分子筛、碱性分子筛 a、取得酸性：Na型 → H型 例如：NaY → HY 互换剂：NH4NO3、也可直接用酸溶液进行互换。 b、取得较强碱性： Na型 → K、Rb、Cs型 互换剂：碱金属旳硝酸盐等可分解型盐类。 碱性强弱：NaY< KY< RbY< CsY、NaX< KX< RbX< CsX
• 水热转化
Table. Steam stability of zeolite XaCation Form % Exchange Structureb Adsorptionc K+ 77 - 60 % - 89 % Na+ 100 - 80 % - 84 % Ca2+ 84 - 60 % - 71 % Ce3+ 77 no change - 21 % a Loose powder (300 C, 8 hr in 100% steam) b Determined from loss in intensity of selected X-ray powder reflections c As determined from argon adsorption at -183 C and 700 torr
沸石分子筛吸附和扩散性质的研究进展
摘 要: 简述了沸石分子筛的结构组成,介绍了分子筛的 性 能。 综 述 了 物 质 在 沸 石 分 子 筛 中 吸 附 与 扩 散 的 表
现,列举了主要分子筛吸附性能与扩散系 数 的 测 量 方 法,介 绍 了 不Байду номын сангаас同 类 型 分 子 筛 的 吸 附 扩 散。 在 目 前 的 研 究 中,每
种测定沸石分子筛吸附性能的方法都有一定的适用条件,每种测定 分 子 筛 扩 散 系 数 的 方 法 由 于 测 量 机 理、边 界 条 件
与假设条件的不同,所得的扩散系数也有差 异,要 根 据 实 际 实 验 情 况 来 选 择 适 当 的 测 量 方 法,不 同 分 子 筛 适 宜 吸 附
的 底 物 也 不 同 ,具 有 不 同 的 应 用 价 值 。
关键词: 分子筛; 吸附; 扩散; 测定方法
中 图 分 类 号 :TQ424.25
applicationvalues. Keywords: Zeolite;Adsorption;Diffusion;Measurementmethods
沸石分子筛是具有规整晶体结构与均匀孔结构 的一类 水 合 结 晶 型 硅 铝 酸 盐,其 比 表 面 积 相 对 较 大 。 [1] 大多数分子 筛 表 面 具 有 强 酸 中 心,晶 孔 内 还 有来自极化作用的 强 大 库 仑 场,因 此 其 具 有 可 调 变 性与独特的择形催化作用[2-5],在化学工业中 倍 受 青 睐,被广泛应用于吸附剂、催化剂、离子交换剂等 。 [6]
(1.CollegeofChemistry,ChemicalEngineeringandEnvironmentalEngineering,LiaoningShihuaUniversity, FushunLiaoning 113001,China;2.CollegeofInnovationand Entrepreneurship,LiaoningShihuaUniversity, FushunLiaoning 113001,China;3.Liaoning Acedemyof AnalyticSciences,ShenyangLiaoning 110015,China) Abstract: Thepaperintroducesthestructureandcompositionofzeolite molecularsieves,anditelaboratesthepropertyof zeolitemolecularsieves.Inthispaper,theperformanceoftheadsorptionanddiffusionofsubstancesinzeolitemolecularsieves isreviewed,andthepaperliststhemain methodsofmeasuringtheperformanceofmolecularsieve'sadsorptionanddiffusion coefficients.Italsointroducestheadsorptionanddiffusionofdifferenttypesof molecularsieves.Inthepresentstudy,each
4a沸石分子筛对氨氮的吸附
4A沸石分子筛是一种常用的吸附剂，对氨氮有一定的吸附作用。
下面是对这一话题的详细解释。
4A沸石分子筛是一种人造的微孔硅铝酸盐晶体，具有三维晶体结构。
它的主要成分是硅铝酸盐，其中A族阳离子（如Na+、Ca2+等）位于三维网络结构的孔道中，而沸石分子筛的孔径大小可以通过选择不同的合成条件来控制。
由于其具有较大的比表面积和均匀的孔径分布，4A沸石分子筛被广泛应用于气体和液体的吸附和分离。
氨氮是指溶液中以游离态（NH3）或铵离子（NH4+）形式存在的氮。
在污水处理和环境保护领域，氨氮的去除是一个重要的问题。
4A 沸石分子筛可以有效地吸附溶液中的氨氮。
在氨氮吸附过程中，4A沸石分子筛的作用机制主要是物理吸附。
由于4A沸石分子筛具有较大的比表面积和均匀的孔径分布，它可以与氨氮分子或离子产生较强的范德华力，从而实现氨氮的吸附。
此外，4A沸石分子筛还具有阳离子交换性能，可以通过与溶液中的阳离子（如Na+、Ca2+等）交换而吸附氨氮。
需要注意的是，4A沸石分子筛对氨氮的吸附量与溶液的pH值、温度、离子强度等因素有关。
在应用中，需要根据实际情况选择合适的操作条件以保证最佳的吸附效果。
此外，为了恢复4A沸石分子筛
的吸附能力，需要进行适当的再生处理。
总的来说，4A沸石分子筛是一种有效的氨氮吸附剂。
在污水处理和环境保护领域，它可以作为一种重要的吸附剂用于去除溶液中的氨氮。
沸石分子筛的性能
沸石分子筛的性能分子筛是一类具有均匀微孔，主要由硅、铝、氧及其它一些金属阳离子构成的吸附剂或薄膜类物质，其孔径与一般分子大小相当，据其有效孔径来筛分各种流体分子。
沸石分子筛是指那些具有分子筛作用的天然及人工合成的晶态硅铝酸盐。
1、吸附性能沸石分子筛的吸附是一种物理变化过程。
产生吸附的原因主要是分子引力作用在固体表面产生的一种“表面力”，当流体流过时，流体中的一些分子由于做不规则运动而碰撞到吸附剂表面，在表面产生分子浓聚，使流体中的这种分子数目减少，达到分离、清除的目的。
由于吸附不发生化学变化，只要设法将浓聚在表面的分子赶跑，沸石分子筛就又具有吸附能力，这一过程是吸附的逆过程，叫解析或再生。
由于沸石分子筛孔径均匀，只有当分子动力学直径小于沸石分子筛孔径时才能很容易进入晶穴内部而被吸附，所以沸石分子筛对于气体和液体分子就犹如筛子一样，根据分子的大小来决定是否被吸附。
由于沸石分子筛晶穴内还有着较强的极性，能与含极性基团的分子在沸石分子筛表面发生强的作用，或是通过诱导使可极化的分子极化从而产生强吸附。
这种极性或易极化的分子易被极性沸石分子筛吸附的特性体现出沸石分子筛的又一种吸附选择性。
2、离子交换性能通常所说的离子交换是指沸石分子筛骨架外的补偿阳离子的交换。
沸石分子筛骨架外的补偿离子一般是质子和碱金属或碱土金属，它们很容易在金属盐的水溶液中被离子交换成各种价态的金属离子型沸石分子筛。
离子在一定的条件下，如水溶液或受较高温度时比较容易迁移。
在水溶液中，由于沸石分子筛对离子选择性的不同，则可表现出不同的离子交换性质。
金属阳离子与沸石分子筛的水热离子交换反应是自由扩散过程。
扩散速度制约着交换反应速度。
3、催化性能沸石分子筛具有独特的规整晶体结构，其中每一类都具有一定尺寸、形状的孔道结构，并具有较大比表面积。
大部分沸石分子筛表面具有较强的酸中心，同时晶孔内有强大的库仑场起极化作用。
这些特性使它成为性能优异的催化剂。
LiX沸石分子筛的改性及其氮氧吸附性能研究
LiX沸石分子筛的改性及其氮氧吸附性能研究沸石分子筛的非骨架阳离子以相对固定的形式分布于骨架结构中,具有一定的流动性,可进行离子交换反应。
沸石分子筛是一种优良的吸附剂,对极性小分子有很强的吸附能力,对于临界直径、极性、形状、不饱和度等不同的分子具有选择吸附性。
所以,沸石分子筛被广泛地应用于诸多领域,尤其是气体分离行业。
LiX沸石分子筛就是其中的代表,具有较好的氮氧吸附分离性能。
通过稀土金属Ce<sup>3+</sup>对LiX沸石分子筛进行阳离子交换改性,分析其对氮氧吸附性能的变化,有利于得到氧气吸附性能更好的沸石分子筛。
通过阳离子交换法在不同条件下对LiX沸石分子筛进行Ce<sup>3+</sup>改性,制备出Ce LiX沸石分子筛,并通过TG-DSC、FT-IR、XRD、SEM、XRF等表征方法分析了改性前后分子筛的组成及结构变化;通过BET、气体吸附分析了不同反应条件下得到的CeLiX 沸石分子筛的比表面积、孔径变化以及氮气和氧气的吸附性能;通过吸附模型拟合CeLiX分子筛对氮气和氧气的吸附,分析了CeLiX型沸石分子筛离子交换反应的动力学规律。
交换次数和交换剂浓度是CeLiX沸石分子筛结构特征的主要影响因素。
在一定的范围内,随着交换剂浓度的提高、交换次数的增加,CeLiX红外吸收峰和XRD 衍射峰的强度均会减弱,粉体表面变得粗糙,但CeLiX能够保持稳定的骨架和晶体结构。
当交换剂浓度和交换次数达到一定值时,继续增大交换剂浓度、增加交换次数,Ce LiX骨架和晶体结构容易遭到损坏、粉体表面变得光滑。
反应时间和反应温度对Ce LiX沸石分子筛的结构影响较小,随着反应时间的增加、反应温度的提高,CeLiX沸石分子筛红外吸收峰的强度均会减弱,但是都不会影响其骨架结构。
交换次数、交换剂浓度、反应时间和反应温度对CeLiX沸石分子筛比表面积、氮气吸附量和氧气吸附量均有一定影响,主要影响因素是交换次数和交换剂浓度。
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)。
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沸石分子筛吸附
1. 引言
沸石分子筛是一种具有微孔结构的天然或合成矿物，由于其独特的孔隙结构和化学性质，广泛应用于吸附分离、催化反应和离子交换等领域。
本文将详细介绍沸石分子筛吸附的原理、应用和优势。
2. 原理
沸石分子筛是一种多孔材料，其结构由硅氧四面体和铝氧六面体组成的三维网络构成。
沸石分子筛的孔隙大小可以根据应用需求进行调控，通常在纳米尺度范围内。
这种孔隙结构使得沸石分子筛具有较大的比表面积和高度的孔隙容积，有利于吸附分子。
沸石分子筛的吸附原理是通过孔道中的静电作用、范德华力和电子云效应等相互作用力，将目标物质吸附在其表面。
静电作用是指沸石分子筛表面带有正负电荷，与目标物质之间的电荷相互作用。
范德华力是指沸石分子筛表面的分子与目标物质之间的非共价作用力。
电子云效应是指目标物质中的电子云与沸石分子筛孔道中的电子云之间的相互作用。
3. 应用
3.1 吸附分离
沸石分子筛在吸附分离领域有广泛应用。
由于其孔隙结构的可调控性，可以选择性地吸附分离不同大小、形状和极性的分子。
例如，沸石分子筛可以用于去除有机溶剂中的水分、去除废气中的有害物质、分离石油中的杂质等。
3.2 催化反应
沸石分子筛也被广泛应用于催化反应中。
其孔隙结构可以提供大量的活性位点，促进反应物分子的吸附和反应发生。
沸石分子筛还可以调节反应物分子的扩散速率，提高反应的选择性和效率。
例如，沸石分子筛可以用于催化裂化、催化重整、催化氧化等反应。
3.3 离子交换
由于沸石分子筛具有高度的孔隙容积和可调控的孔隙大小，可用于离子交换。
沸石分子筛表面带有正负电荷，可以吸附和释放离子。
通过调节沸石分子筛的孔隙结构和表面电荷，可以实现对特定离子的选择性吸附和分离。
离子交换广泛应用于水处理、废水处理、离子分离等领域。
4. 优势
沸石分子筛具有以下优势：
•高度的比表面积和孔隙容积，有利于吸附分子。
•可调控的孔隙大小和表面电荷，实现对特定分子的选择性吸附和分离。
•良好的热稳定性和机械强度，能够在高温和高压条件下使用。
•可再生性，经过再生处理后可以多次使用。
5. 结论
沸石分子筛是一种具有独特孔隙结构和化学性质的多孔材料，广泛应用于吸附分离、催化反应和离子交换等领域。
通过调控沸石分子筛的孔隙结构和表面性质，可以实现对特定分子的选择性吸附和分离。
沸石分子筛具有高度的比表面积和孔隙容积，良好的热稳定性和机械强度，以及可再生性等优势。
在未来的研究和应用中，沸石分子筛有望发挥更大的作用，为各个领域的发展做出贡献。
参考文献： 1. Davis, M.E. (2002). Ordered porous materials for emerging applications. Nature, 417(6891), 813-821. 2. Li, Y., & Yu, J. (2014). Applications of zeolite materials in environmental catalysis. Chinese Journal of Catalysis, 35(5), 601-616.。