分子筛简介
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
分子筛简介
补充:
1、中空玻璃专用分子筛 2、XH系列制冷剂专用分子筛 3、13XAPG分子筛
分子筛生产方法
水热合成法： 用于制取纯度较 高的产品，以及合成自然界中 不存在的分子筛。将含硅化合 物（水 玻璃、硅溶胶等）、 含铝化合物（水合氧化铝、铝 盐等）、碱（氢氧化钠、氢氧 化钾等）和水按适当比例混合， 在热压釜中加热一定时间，即 析出分子筛晶体。
3A分子筛
3A分子筛的应用：
1、各种液体（如乙醇）的干燥 。 2、空气的干燥。 3、制冷剂的干燥 。 4、天然气、甲烷气的干燥。 5、不饱和烃和裂解气、乙烯、乙 炔、丙烯、丁二烯的干燥 。
4A分子筛简介:
• 化学式： Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O • 硅铝比：SiO2/ Al2O3≈2 • 有效孔径：约4A
富氧分子筛应用：
• 除具有一般5A分子筛的特性外， 主要用于变压吸附制氧。
活性氧化铝球
活性氧化铝球简介：
又名活性矾土，在催化剂 中使用氧化铝的通常专称为活 性氧化铝，它是一种多孔性、 高分散度的固体材料，有很大 的表面积，其微孔表面具备催 化作用所要求的特性，如吸附 性能、表面活性、优良的热稳 定性等，
5A脱蜡分子筛
5A脱蜡分子筛：
5A脱蜡分子筛用途：广泛 用于石油化工、化工等脱蜡装 置中。脱蜡后的油品质量具有 低冰点的航空煤油的优良性能， 分离出的石蜡可作为合成洗涤 剂的化工原料。
Cu-13X分子筛
Cu-13X分子筛应用：
用于脱除航空煤油中极微 量的有机硫（硫醇）
富氧分子筛简介：
• 化学式： 4/5CaO·1/5Na2O·Al2O3·2 SiO2 • 硅铝比：SiO2/Al2O3≈2 • 有效孔径：约5A
分子筛制氧机原理简介
1、分子筛简介分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。
分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。
由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。
分子筛结构图2、制氧分子筛5A小型制氧分子筛是一种特制的5A分子筛，是专为医疗保健制氧机而生产的，该分子筛具有制氧纯度高、速度快、使用寿命长的特点，是5A分子筛在医疗保健行业的一个重要应用。
化学式：4/5CaO·1/5Na2O·Al2O3·2 SiO2硅铝比：SiO2/Al2O3≈2有效孔径：约5A应用：除具有一般5A分子筛的特性外，主要用于变压吸附制氧。
3、小型分子筛制氧机的发展历程1962年美国联合碳化物公司（UCC）发现了分子筛对气体的选择性特性，并在实验设备上实现了对少数不同气体的分离；随即研制成功了世界上第一台制氢工业装置；随着分子筛材料与工艺的不断提升，70年代中期美国和德国首先将PSA技术应用于空气分离并在化工领域得到应用，到80年代中期化学工业的发展为分子筛的性能提高起到了关键作用，这使设备小型化成为可能，1985年美国的Praxair公司研制的第一台小型制氧机的问世标志着PSA技术小型化的开始，90年代初产品意义上的医用小型制氧机开始出现，美国材料实验学会（ASTM）于1993年颁布了医用小型制氧机标准规范（F1464-1993），国际标准组织于1996年发布了医用小型制氧机的安全性标准（ISO8359：1996）。
目前我国只有国家药品管理局颁布的《YY/T0298—1998医用分子筛制氧设备通用技术规范》，还没有相应的与国际接轨的医用小型制氧机行业或产品标准。
美国《F1464—1993》标准及国际标准《ISO8359：1996》两个标准的一个共同特点是对制氧机做了以下几点强制性规范，而我国《YY/T0298—1998》则没有强制性要求：A.产品必须设计有不可更改的累计计时功能。
分子筛的hs编码
分子筛的hs编码摘要：分子筛的hs 编码I.分子筛简介- 分子筛的定义- 分子筛的种类II.HS 编码简介- HS 编码的定义- HS 编码的作用III.分子筛的HS 编码- 分子筛的HS 编码是什么- 分子筛HS 编码的监管条件IV.分子筛HS 编码的应用- 分子筛HS 编码在出口报关中的作用- 分子筛HS 编码与关税税率的关系正文：分子筛的HS 编码I.分子筛简介分子筛是一种具有特定孔径和孔道结构的晶体材料，能够筛选和分离不同分子大小的物质。
它主要用于催化剂、吸附剂、离子交换剂等领域。
分子筛的种类繁多，常见的有A 型分子筛、T 型分子筛、ZSM-34 等。
II.HS 编码简介HS 编码，即海关编码，是用于对商品进行分类和编码的一种国际标准。
它的全称是“Harmonized System Code”，中文名称为“协调制度编码”。
HS 编码共有10 位数字，由国际海关组织（WCO）制定，全球通用。
HS 编码的作用是方便国际贸易中的商品分类、报关、征税等环节。
III.分子筛的HS 编码分子筛的HS 编码是2842100000。
这个编码由10 位数字组成，其中前6 位数字“284210”表示分子筛所属的税则号列，后4 位数字“0000”表示分子筛的具体商品名称。
分子筛的HS 编码监管条件为B，这意味着在出口报关时，需要提供通关单，并且不能享受退税政策。
IV.分子筛HS 编码的应用在出口报关过程中，分子筛的HS 编码起着至关重要的作用。
首先，它可以帮助海关人员快速准确地识别商品，从而进行分类、征税和统计。
其次，HS 编码与关税税率密切相关，不同编码的商品对应不同的税率。
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
3a分子筛孔径
3A分子筛孔径简介分子筛是一种具有高度有序孔道结构的晶体材料，可以通过选择性吸附和分离分子。
其中，3A分子筛是指孔径为3埃的分子筛。
分子筛孔径的大小对其吸附和分离性能有着重要影响。
本文将从分子筛的定义、孔径的概念、3A分子筛的特点和应用等方面详细介绍3A分子筛孔径。
分子筛的定义分子筛是一类具有规则孔道结构的晶体材料，由硅酸盐或氧化铝等无机物组成。
它的结构类似于蜂窝状，具有许多微孔和介孔。
这些孔道可以吸附和分离分子，因此被广泛应用于催化剂、吸附剂、分离膜等领域。
孔径的概念孔径是指分子筛孔道的直径或有效直径。
它是一个关键参数，决定了分子筛的吸附和分离性能。
通常使用埃（Angstrom，1埃=0.1纳米）作为孔径的单位。
分子筛的孔径可以分为大孔、介孔和微孔三个范围。
其中，3A分子筛属于微孔范围。
3A分子筛的特点3A分子筛的孔径为3埃，属于微孔范围。
它具有以下特点：1.吸附能力强：3A分子筛可以吸附小分子，如水、甲醇等。
由于其孔径较小，可以有效吸附这些分子，并实现分离。
2.热稳定性好：3A分子筛具有良好的热稳定性，可以在高温条件下使用。
3.化学稳定性好：3A分子筛对酸、碱等化学物质具有较好的稳定性，不易受到腐蚀。
4.高度有序结构：3A分子筛具有高度有序的孔道结构，孔道之间的相互作用力较强，可以实现高效的吸附和分离。
3A分子筛的应用由于3A分子筛具有微孔范围的孔径和良好的吸附性能，因此在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的应用：1.气体分离：3A分子筛可以用于气体分离，如空气中的氮气和氧气的分离。
由于氧气分子比氮气分子小，可以通过3A分子筛的孔道选择性吸附氮气，实现氧气的分离。
2.水分吸附：由于3A分子筛对水分具有较强的吸附能力，因此可以用于湿度控制和水分的去除。
在一些工业和生活中，需要控制湿度的场合，可以使用3A分子筛吸附水分。
3.甲醇和水的分离：3A分子筛可以选择性吸附甲醇，而不吸附水分。
因此，可以将甲醇和水分进行有效分离。
第四节 分子筛简介
• 广义（Molecular sieve ）：结构中有规整而均匀的
孔道，孔径为分子大小的数量级,它只允许直径比孔径 小的分子进入,因此能将混合物中的分子按大小加以筛 分。 分子筛通常是白色粉末，无毒、无味、无腐蚀性， 不溶于水和有机溶剂，溶于强酸和强碱。
2
Chapter 3
p区元素化学
§3-4
分子筛化学
21
Chapter 3
p区元素化学
§3-4
分子筛化学
四、分子筛的性能特点 • 离子可交换特性 • 表面酸碱性质 • 择形作用
22
Chapter 3
p区元素化学
§3-4
分子筛化学
离子可交换特性
由于分子筛结构中Si和Al的价态不同，造成分子筛 骨架的电荷不平衡，因此必须由金属阳离子来平衡。 分子筛合成时引入的是Na+， Na+很容易被其它金属
O O Oxygen Bridge
O O
四
14
员
环
六 员
环
Chapter 3 构 成 沸 石 骨 架 结 构 的 二 级 结 构 单 元
p区元素化学
§3-4
分子筛化学
15
Chapter 3
p区元素化学
§3-4
分子筛化学
（3）笼——主要结构单元
各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体叫晶
穴或孔穴，也有称为空腔，通常以笼(cage)来称呼。由笼 再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。
27
Chapter 3
p区元素化学
§3-4
分子筛化学
汽油的重整中，为提高汽油中异构烷烃的百分比， 就可利用适当孔径的分子筛限制异构烷烃进入孔道，也 就是说不让它们与分子筛的内表面接触，而正构烷烃却 可自由出入，并在内表面的酸性中心上发生裂解反应而 与异构烷烃分离。
表面化学(介孔分子筛)
二、介孔材料的优越性质
具有高度有序的孔道结构 孔径呈单一分布 可以具有不同的结构、孔壁组成和性质 无机组分的多样性 高比表面，高孔隙率
三、介孔分子筛的合成
水热合成法 室温合成 微波合成 湿胶合成法 相转变法 非水体系中合成等方法 。
介孔分子筛材料的合成流程图
介孔机构生成机理
液晶模板机理 协同作用机理
广义模板机理等
液晶模板机理
下图是Moil公司科学家提出液晶模板机理，
协同作用机理
四、介孔分子筛的应用
在化工中的应用 催化剂、化工分离、高分子合成 在生物和医药中的应用 酶和蛋白质等的固定和分离 在环境保护中的应用 降解有机废物、气体吸附剂、水质进化 等
介孔分子筛
内容提要
1 2 3 4
简介
优越性
合成
应用
一、介孔分子简介
18世纪中叶，人们通过对天然沸石（硅铝酸盐）的 研究，提出了”分子筛”的概念 。
按孔径大小分为三类，其中介于2nm~50nm之 间的称之为介孔分子筛。 1992年，Mobil石油公司的科学家合成了介孔 系列材料M41S 该系列材料包括六方状的MCM一41、立 方状的MCM一48和层状的MCM一50等
分子筛生产工艺技术及应用简介
分子筛生产工艺技术及应用简介1、分子筛简介分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物，其品种达到数十种。
分子筛有很大的比表面积,达300～1000m2/g，内晶表面高度极化，为一类高效吸附剂，也是一类固体酸，表面有很高的酸浓度与酸强度，能引起正碳离子型的催化反应。
当组成中的金属离子与溶液中其他离子进行交换时，可调整孔径，改变其吸附性质与催化性质，从而制得不同性能的分子筛催化剂。
分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀，这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。
由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。
分子筛按照其用途主要分为两个大的领域：一个是作为吸附材料(吸附剂)，应用领域包括石油炼制、石油化工、煤化工、化肥、冶金、电子等行业，用做气体的分离、干燥、净化，主要品种有3A、4A、5A、13X分子筛；另一个是作为固体酸催化剂用于石油炼制和石油化工，主要品种有HZSM-5、USY等。
2、分子筛生产分子筛的生产过程分为两个阶段：一个是分子筛原粉的合成；另一个就是分子筛的成型。
2.1分子筛的合成分子筛是用硅的化合物（例如硅溶胶、硅酸钠等）、铝的化合物（例如活性氧化铝、铝盐等）、碱（例如氢氧化钠等）以及模板剂在水热条件下合成的，由此制备的产品称为分子筛原粉，是一种极其细小的硅铝酸盐晶体材料，晶体直径在100纳米左右，不能直接用于工业生产过程，必须加工成一定形状和大小的颗粒才具有实用价值。
分子筛的合成过程需要消耗大量的基础化学品和净化水，并产生大量的废液和污水，需要配备有原水净化和污水处理装置。
2.2 分子筛成型分子筛按照其用途不同需要加工成不同的形状。
目前，工业上常用的分子筛有三种形状：条状、球状和微球状。
分子筛氮气吸附量
分子筛氮气吸附量
1分子筛氮气吸附量简介
分子筛是一种多孔材料，具有很强的吸附能力。
它的结构可以通过控制孔径大小来调控各种分子的吸附性能。
分子筛在气体分离、催化剂载体等领域有着广泛的应用。
其中，分子筛对于氮气的吸附量表现出较为突出的性能。
2分子筛对氮气的吸附量
分子筛的孔径大小与氮气的分子大小相当，使得氮气在分子筛内容易被吸附。
在吸附过程中，分子筛通过对氮气的催化作用，实现对氮气的富集。
其吸附量的大小与分子筛的孔径大小、孔道的形状和表面性质等密切相关。
在实际应用中，要根据氮气的用途和纯度的要求等因素来选择合适的分子筛。
比如，在制氮机中，通常采用4A分子筛，其孔径约为4埃，能够去除氧气和水蒸气等杂质气体，而对氮气的吸附量较高。
3分子筛与其他吸附材料的比较
相对于活性炭、硅胶等吸附材料，分子筛更为优越。
首先，分子筛的孔径更加均匀且尺寸可控，对分子的吸附更加选择性。
其次，在高温等恶劣环境下，分子筛的稳定性和耐受性更优。
最后，分子筛可以通过再生来循环使用，降低了成本。
4结语
分子筛在氮气吸附方面有着极佳的性能，其流行应用于制氮机等场合。
与其他吸附材料相比，分子筛更加先进，更具有活力，是分子分离和杂质去除领域的不可或缺的技术。
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M41s（MCM-41、MCM-22等）介孔分子筛 HMS介孔分子筛
SBA介孔分子筛
……
4、化学组成
Me x/n [ (AlO2) x (SiO2) y ] m H2O Me — 金属阳离子（人工合成分子筛一般为 Na+）
n
x y m
— 金属阳离子价态
— Al 原子的数目 — Si 原子的数目 — 水分子数目
每个顶点代表一个硅原 子或者铝原子 每条边代表一个氧桥
由4个四面体形成四元环，5个四面体形成五元环，依此类推还有
六元环、八元环、十元环、十二元环和十八元环等
注意：多元环上的原子可能不在同一平面上，有扭曲和褶皱， 因此同种氧环的孔口的大小是有一定变化的
3、笼结构
环通过氧桥连接成三维空间的多面体（笼）
四、分子筛的性质
1、吸附特性
高效吸附
分子筛骨架内孔体积占总体积的
40-50%，比表面积很大（5001000m2/g），而且主要为晶内表 面（外表面占总表面不足1%）
不同吸附剂对水的吸附等温线
分子筛内部具有强静电场，吸附
作用力除色散力外，还有静电 力 —— 对极性分子或易极化分 子（不饱和烃、含苯基的分子等） 而言
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）
不同吸附剂对水的吸附等压线
择形（选择）吸附
根据分子大小和形状的选择吸附
根据分子极性和不饱和度的选择吸附
极性越大或
越易被极化 （不饱和度 越大）的分 子，越易被 分子筛吸附
不同气体在4A上的吸附等温线 乙炔在不同吸附剂上的吸附等温线
§ 2. 离子交换特性
沸石分子筛由于结构中Si和Al的价数不一，造成的电荷不 平衡必须由金属阳离子来平衡。 合成时是引入钠离子，钠离子很容易被其他金属离子交换 下来。由于金属离子在沸石分子筛骨架中占据不同的位置 ，所引起的催化性能也就不一样。通过离子交换，可以调 节沸石分子筛晶体内的电场和表面酸度等参数。 在制备催化剂时可以将金属离子直接交换到沸石分子筛上 ，也可以将交换上去的金属离子，还原为金属形态。这比 用一般浸渍法所得的分散度要高得多。
正丁烷 （0.49nm）
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
异丁烷 （0.56nm）
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
吸附水，
25oC, 933.3kPa
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
ZSM-5
ZSM-11
其他分子筛
晶格取代杂原子沸石分子筛 P、Ti、V、Cr 等原子部分同晶取代 Si 或 Al 如，钛硅分子筛 —— TS-1与 ZSM-5 结构相同 TS-2与 ZSM-11结构相同 中（介）孔分子筛 M41s（MCM-41、MCM-22等）介孔分子筛 HMS介孔分子筛 SBA介孔分子筛 ……
孔道： 笼之间通过八元环沿三个晶轴方向 互相贯通，形成三维孔道
孔径 4 Å 孔径 5 Å
4A（NaA）：Na96[ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216 H2O 5A（CaA）：70% Na+ 被 Ca2+交换
3A（KA） ：70% Na+ 被 K+ 交换
孔径 3 Å
X、Y型分子筛（八面沸石分子筛）
烃类分离（异构烷中分离正构烷、混合二甲苯中分离对二甲苯 ）
20世纪60年代，第一代分子筛催化剂
A型、X型、Y型、M型 分子筛属于固体酸催化剂，在炼油工业和石油化工中有着广泛
应用，如催化裂化、加氢裂化、催化重整、芳烃及烷烃异构化、
烷基化过程、歧化过程等
20世纪70年代，第二代分子筛催化剂
三、分子筛的制备工艺
水热合成法 用于制取纯度较高的产品，以及合成自然界 中不存在的分子筛。将含硅化合物（水 玻璃、硅溶胶等 ）、含铝化合物（水合氧化铝、铝盐等）、碱（氢氧化钠 、氢氧化钾等）和水按适当比例混合，在热压釜中加热一 定时间，即析出分子筛晶体。 水热转化法 在过量碱存在时，使固态铝硅酸盐水热转化 成分子筛。所用原料有高岭土、膨润土、硅藻土等，也可 用合成的硅铝凝胶颗粒。此法成本低，但产品纯度不及水 热合成法 离子交换法 通常在水溶液中将Na－分子筛转变为含有 所需阳离子的分子筛
Si/Al
1
1 1 1-1.5
孔径（nm）
0.3
0.4 0.5 0.8-0.9
10X
Y M ZSM-5
Ca35Na16 [ (AlO2)86(SiO2)106 ] 264H2O
Na56 [ (AlO2)56(SiO2)136 ] 264H2O Na8 [ (AlO2)8(SiO2)40 ] 24H2O Na3 [ (AlO2)3(SiO2)93 ] 16H2O
以ZSM-5为代表的高硅、三维交叉直孔道的新结构分子筛 催化剂具有更高的活性及选择性，不易结炭，稳定性良好
20世纪80年代，第三代分子筛催化剂
磷酸铝（AlPO4）系分子筛（非Si，P、Al骨架分子筛）
钛硅（TS）分子筛（Ti 原子同晶取代骨架中的Al）
微 孔 分 子 筛
20世纪90年代，中（介）孔分子筛
2、沸石（zeolite）与分子筛（molecular sieve）
沸石：自然界存在的结晶型硅铝酸盐（由于晶体中 含有大量结晶水，加热汽化，产生类似沸腾的现象， 故称为沸石） 沸石结构中有许多均匀的孔道，且孔径与一般分子 大小相当，进而具有筛分分子的作用，所以沸石又 称为分子筛 （自然界存在的常称沸石，人工合成的称为分子筛）
几种常见分子筛
型号
3A
4A 5A 13X
典型化学组成
K64Na32 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O
Na96 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O Ca34Na28 [ (AlO2)96(SiO2)96 ] 216H2O Na86 [ (AlO2)86(SiO2)106 ] 264H2O
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、収展史
1756年収现第一个天然沸石－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）
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
四 面 体 环 笼
分 子 筛
1、基本结构单元
硅氧四面体（SiO4）和铝氧四面体（AlO4） （以 Si 或 Al 原子为中心的正四面体）
O2Si4+ 或 Al3+
2、环结构
硅（铝）氧四面体通过氧桥连接成环
分子筛
Molecular Sieves
一、分子筛概述
1、分子筛简介
分子筛具有均匀的微孔结构，它的孔穴直径大小均匀， 这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部，并对 极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力，因而能把极性 程度不同，饱和程度不同，分子大小不同及沸点不同的分 子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称分子筛。
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）
4、分子筛结构
不同结构的笼通过氧桥连接成各种结构的分子筛
A型分子筛
骨架： 笼的6个四元环通过氧桥相互连接 （连接处形成 笼） 主晶穴（孔穴）： 8个 笼和8个 笼围成一个 笼（最 大窗孔：八元环，孔径 0.41 nm）
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
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
X型、Y型 —— 八面沸石型分子筛
Si、Al 被其它原子取代：前加取代原子元素符号和连字符 P-L型 —— P原子同晶取代 L型分子筛中的部分Si
二、分子筛的结构构型
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