分子筛
分子筛定义
分子筛定义分子筛是一种以分子分类的方法，它是一种以分子的属性为基础的定量分析技术，用于把一种物质分类到某种分子结构层次系统中，也可用于识别物质的形式和化学性质。
它是一种解析型技术，即用以物质的任何改变为前提来解释被测物质的物质性质。
分子筛的基础是分析同时多种分子的表征，比如分子的大小、形状和结构、表面活性和其它组分。
它以某种标准测量分子的特征，如大小、形状、结构、表面活性等，然后比较特定的物质或分子组的情况。
基于这些测量值，它还可以确定特定物质或分子组的物质属性、活性、相容性和其它特征。
在实验室，分子筛可以采用几种技术，如气相色谱、液相色谱、原子吸收光谱等，来鉴定物质的分子结构。
这些技术可用于测量分子的大小、形状、结构、表面活性、相容性等，从而推断出物质的各种性质，如急性、慢性、致癌性等。
分子筛的结果可以作为物质的测试值或参考值，为科学研究和各种应用提供准确的参考数据，使研究者和应用者更好地理解物质的特性和可能的影响因素。
对于工业应用，分子筛可以用来评估物质的性质、相容性和耐受性，从而为产品开发和制造提供更有效、更精准的参考。
分子筛技术在医药、食品加工、生物学领域等方面都得到了广泛应用。
如在医药和临床研究中，它可以帮助医生和研究人员准确地识别药物的特定成分，从而更准确地针对病症，实现更有效的治疗。
而在食品加工领域，分子筛技术可以帮助食品加工厂定制食品添加剂，确保食品安全和口感，以及在化学分析和生物分析中，结合其它技术可以用于研究分子的复杂形状和结构。
综上所述，分子筛是一种特定的分子分类技术，它可以将一种物质分类到某种分子结构层次系统中，确定物质的属性、活性、相容性和其它特征。
它已经广泛应用于医药、食品加工、生物学等领域，能够为科学研究和应用提供准确的参考数据，为物质的测试和发展提供依据。
分子筛简介
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
O2-
Si4+ 或 Al3+
2、环结构
硅 铝 氧四面体通过氧桥连接成环
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
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
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 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
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 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
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
不同气体在4A上的吸附等温线
分子筛
分子筛科技名词定义中文名称：分子筛英文名称：molecular sieve定义：具网状结构的天然或人工合成的化学物质。
如交联葡聚糖、沸石等，当作为层析介质时，可按分子大小对混合物进行分级分离。
分子筛概念狭义上讲，分子筛是结晶态的硅酸盐或硅铝酸盐，由硅氧四面体或铝氧四面体通过氧桥键相连而形成分子筛分子尺寸大小（通常为0.3~2.0 nm）的孔道和空腔体系，从而具有筛分分子的特性。
然而随着分子筛合成与应用研究的深入，研究者发现了磷铝酸盐类分子筛，并且分子筛的骨架元素（硅或铝或磷）也可以由B、Ga、Fe、Cr、Ge、Ti、V、Mn、Co、Zn、Be和Cu等取代，其孔道和空腔的大小也可达到2 nm以上，因此分子筛按骨架元素组成可分为硅铝类分子筛、磷铝类分子筛和骨架杂原子分子筛；按孔道大小划分，孔道尺寸小于2 nm、2~50 nm和大于50 nm的分子筛分别称为微孔、介孔和大孔分子筛。
由于具有较大的孔径，成为较大尺寸分子反应的良好载体，但介孔材料的孔壁为非晶态，致使其水热稳定性和热稳定性尚不能满足石油化工应用所需的苛刻条件。
由于含有电价较低而离子半径较大的金属离子和化合态的水，水分子在加热后连续地失去，但晶体骨架结构不变，形成了许多大小相同的空腔，空腔又有许多直径相同的微孔相连，这些微小的孔穴直径大小均匀，能把比孔道直径小的分子吸附到孔穴的内部中来，而把比孔道大的分子排斥在外,因而能把形状直径大小不同的分子，极性程度不同的分子，沸点不同的分子，饱和程度不同的分子分离开来，即具有“筛分”分子的作用，故称为分子筛。
目前分子筛在冶金，化工，电子，石油化工，天然气等工业中广泛使用。
常用分子筛气体行业常用的分子筛型号;A型:钾A(3A),钠A(4A),钙A(5A),X型:钙X(10X),钠X(13X)Y型:,钠Y,钙Y分子筛特点分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。
存放时间较长并已经吸湿分子筛的分子筛使用前应进行再生。
分子筛的概念
分子筛的概念介绍分子筛的背景分子筛是一种特殊的多孔材料，具有一定的晶体结构和分子尺寸的选择性吸附功能。
它在许多领域中有广泛的应用，包括催化、吸附、分离等。
分子筛的结构和特性分子筛具有三维网状的晶体结构，由正、负离子以及分子结构单元构成。
它的吸附性能取决于其晶格孔道的尺寸和形状，可以选择性地吸附特定大小和形状的分子。
此外，分子筛还具有其他一些特性，如高温稳定性、化学稳定性等。
分子筛的制备方法分子筛的制备主要包括水热法、溶胶-凝胶法和气相碳氢化学气相沉积法等。
不同的制备方法可以得到不同孔径和结构的分子筛。
分子筛的应用领域催化分子筛在催化领域中有重要应用。
它可用于催化剂的载体和活性组分，并具有高效催化反应以及选择性催化的能力。
吸附分子筛的吸附性能可以用于气体和液体的吸附分离。
通过调节分子筛的孔径和表面性质，可以实现对特定分子的选择性吸附。
分离分子筛在分离领域中也起着重要作用。
它可以根据不同分子的尺寸差异，实现对混合物中特定分子的有效分离。
储能分子筛还可以作为储氢材料，用于储存和释放氢气。
其孔道结构可以提供氢分子的吸附空间，从而实现高效储氢。
分子筛的发展和未来展望分子筛作为一种重要的功能材料，其应用领域不断扩大。
随着分子筛制备技术的发展和完善，我们可以预见，将有更多的分子筛应用于催化、吸附、分离等领域。
此外，通过进一步研究和改进，可以提高分子筛的选择性和反应活性，使其在实际应用中发挥更大的作用。
结论分子筛作为一种具有选择性吸附功能的多孔材料，在催化、吸附、分离等领域具有广泛的应用前景。
通过不断探索研究，我们相信分子筛的潜力还远未发挥到极致，未来将有更多的创新和突破。
分子筛
催化剂及其作用机理二分子筛催化剂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[(Al3O2)x·(SiO2)y] ·ZH2O式中M是金属阳离子，n是它的价数，x是Al3O2的分子数，y是SiO2分子数，Z是水分子数，因为Al3O2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760[Å]3。
分子筛
13X分子筛13X分子筛的孔径10A，吸附小于10A 任何分子，可用于催化剂协载体、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氢气体共吸附，主要应用于医药和空气压缩系统的干燥，根据不同的应用有不同的专业品种。
分子式：Na2O. Al2O3 2.45SIO2. 6.OH2O技术指标:性能单位技术指标形状条球直径mm 1.5-1.7 3.0-3.3 1.0-1.6 3.0-5.0粒度% ≥98≥98≥96≥96堆积密度G/ml ≥0.54≥0.54≥0.60 ≥0.60磨耗率% ≤0.20≤0.25≤0.20≤0.20抗压强度N ≥30/cm≥45/cm≥10/p≥60/p静态水吸附% ≥25≥25≥25≥25二氧化碳空气处理量NL/g ≥14≥14≥14≥14包装水含量% ≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5具体应用：空气分离装置中气体净化，脱除水和二氧化碳。
天然气、液化石油气、液态烃的干燥和脱硫。
一般气体深度干燥。
包装：25公斤纸箱包装或55加仑密封铁桶包装。
注意事项：分子筛在使用前应防止预吸附水、有机气体或液体，否则，应予以再生。
4A分子筛4A分子筛的孔径为4A，吸附水，甲醇、乙醇、硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、乙烯、丙烯，不吸附直径大于4A的任何分子（包括丙烷），对水的选择吸附性能高于任何其他分子。
是工业上用量最大的分子筛品种之一。
分子式：Na2O·Al2O3·2.0SiO2·4.5H2O技术指标:性能单位技术指标形状条球直径mm 1.5-1.7 3.0-3.3 1.7-2.5 3.0-5.0粒度% ≥98≥98≥96≥96堆积密度G/ml ≥0.60≥0.60≥0.60≥0.60磨耗率% ≤0.20≤0.25≤0.20≤0.20 抗压强度N ≥30/cm≥45/cm≥60/p≥70/p 静态水吸附% ≥20.5≥20.5≥20.5≥20.5包装水含量% ≤1.5≤1.5≤1.5≤1.5具体应用：*空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥。
分子筛 名词解释
分子筛名词解释
分子筛，这玩意儿听起来是不是有点神秘？其实啊，它就像是一个超级精细的筛选器。
你想想看，咱们平时筛面粉，用的是有孔的筛子，把粗的颗粒留在上面，细的面粉就漏下去了。
分子筛的作用也差不多，只不过它筛的可不是面粉，而是分子！
分子筛是一种具有均匀微孔结构的固体材料。
这些微孔的大小可是经过精心设计的哦。
它们就像是一扇扇特定尺寸的门，只有大小合适的分子才能通过。
比如说，氧气和氮气，这俩气体分子大小不同。
分子筛就能够把它们区分开来，让氧气通过，而把氮气拦住。
这就好像是一个超级严格的门卫，只允许符合条件的“客人”进入。
再打个比方，分子筛就像是一个挑剔的选美评委。
分子们来参加比赛，只有身材合适、尺寸符合标准的才能入选，其他的统统被拒之门外。
它的应用那可广泛了！在化工领域，分子筛可以用来分离混合物，提取纯净的物质。
就像从一堆杂乱的宝石中，精准地挑出最珍贵的那颗。
在石油工业中，分子筛能帮助提炼高质量的油品。
这就好比是把粗糙的石头雕琢成精美的玉器，让石油变得更加优质。
还有啊，在环境保护方面，分子筛也能大显身手。
它可以吸附有害气体和杂质，就像是一个英勇的卫士，守护着我们的环境。
你说神奇不神奇？分子筛这个小小的东西，却有着大大的能量。
它在各种领域默默发挥着作用，为我们的生活带来便利和改变。
总之，分子筛可不是什么难以理解的高深概念，它就是一个有着神奇本领的分子筛选专家，在我们看不见的微观世界里忙碌着，为我们创造着更美好的生活！。
分子筛
分子筛分子筛（又称合成沸石）是一种硅铝酸盐多微孔晶体，它是由SiO和AIO四面体组成和框架结构。
在分子筛晶格中存在金属阳离子（如Na，K，Ca等），以平衡四面体中多余的负电荷。
一、分子筛的类型按其晶体结构主要分为：A型，X型，Y型等。
A型主要成分是硅铝酸盐，孔径为4A（1A=10 -10米），称为4A （又称纳A型）分子筛；用Ca2+交换4A分子筛中的Na+，形成5A的孔径，即为5A（又称钙A型）分子筛；用K+交换4A分子筛的Na+，形成3A的孔径，即为3A（又称钾A型）分子筛。
X型硅铝酸盐的晶体结构不同（硅铝比大小不一样），形成孔径为9—10A的分子筛晶体，称为13X（又称钠X型）分子筛；用Ca2+交换13X分子筛中的Na+，形成孔径为9A的分子筛晶体，称为10X（又称钙X型）分子筛。
Y型 Y型分子筛具有X型分子筛烃似的晶体结构，但化学组成不同（硅铝比较大）通常用于催化领域。
二、分子筛的主要特性1、物理特性：比热：约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃导热系数（脱水物）：2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃水吸附热：约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg)2、热稳定性和化学稳定性：分子筛能承受600—700℃的短暂高温，但再生温度一般在400℃以下。
分子筛可在PH值5-10范围的介质中使用；在盐溶液中能交换某些金属阳离子。
三、分子筛的特性分子筛是一类结晶的硅铝酸盐，由于它具有均一的孔径和极高的比表面积，所以具有许多优异的特点。
(1)按分子的大小和形状不同的选择吸附作用，即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。
(2)对于小的极性分子和不饱和分子，具有选择吸附性能，极性越大，不饱和度越高，其选择吸附性越强。
(3)具有强烈的吸水性。
哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下，仍有相当高的吸水容量。
3．1、基本特性：a)分子筛对水或各种气，液态化合物可逆吸附及脱附。
b)金属阳离子易被交换。
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4.骨架密度
定义：每1000Å3体积内四面体配位的T原子的数目 骨架密度的值与孔体积相关，但它并不能反应出孔口的 尺寸
4.几种重要的分子筛结构
A型沸石(LTA): 属于类似NaCl立方晶系结构 基本组成单元：含192个正四面体，相当于8个笼， 分别位于立方体的顶点上，以四元环通过TOT键 相互联结，围成一个笼 孔道：互相垂直的三维孔道体系，主孔道为八元 环，孔径约0.42nm， Si/Al=1:1
同晶取代的机制分三种： 取代Al（SMⅠ机制） 取代P（SMⅡ机制） 取代Al+P（SMⅢ机制）
取代机制的类型取决于元素的价态， 而不是离子半径
2.阳离子在结构中的分布与位置
平衡硅酸盐分子筛骨架负电荷的阳离子位于分 子筛的孔道和笼之中,阳离子的数目以及位置影 响分子筛的各种性能，如离子交换性和催化性 能。
2.配位序
在一个典型的分子筛骨架中，每一个T原子与N1=4个邻近的T原 子通过氧桥连接，这些邻近的T原子又以同样的方式连接到下一壳 层的N2个T原子，后者又连接到下一个壳层的N3个T原子，以此类推， 每个T原子的配位序可以被定下来，它遵循 N0=1，N1≤4，N2≤12，N3≤36，Nk≤4·3k-1
由方钠石笼构成的分子筛结构
分子筛中常见的笼形结构单元 Nhomakorabea.特征的链状结构单元
5.特征的层状结构单元
分子筛的结构也可以用一些二维三连接的网层来描述，三维 四连接的骨架结构,可以看作是由平行堆积的二维三连接网层,通 过上下取向的三连接顶点间相互连接而形成
第二节：分子筛的组成
1.骨架的组成
硅铝酸盐分子筛的骨架由SiO4四面体和AlO4四面体组成 两个铝原子不能相邻
分子筛与多孔材料化学
微孔化合物的结构化学
第一节：分子筛的结构单元
1.初级结构单元
分子筛最基本的结构单位是TO4四面体
通过共享顶点面形成的三维四连接骨架
TO4四面体相互联结时遵守如下规则： (a) 四面体中的每个氧原子都是共用的 (b) 相邻的两个四面体之间只能共用一个氧原子 (c) 两个铝氧四面体不直接相联
第四节：分子筛的骨架结构
1.环构形
环构形是一个简单的二维图形，他显示出一个给 定的T原子涉及到多少个三元环和四元环
环构形的作用 可以表征分子筛骨架中紧靠T原子的环境，尤其是对 于复杂结构可以提供直观有用的信息，还可以提供 结构中存在的最小环数，推论与结构相关的规则， 从而起到进一步预测理论骨架结构的作用
丝光沸石(MOR)：
层状结构 结构特征：由五元环和四元环组成的链状结构围 成八元环和十二元环的层状结构。许多这样的层 叠起来形成丝光沸石，但每层上的原子并不在一 个平面上，而且层与层之间也不是正对着的，相 互之间有一定的位移。
孔道：丝光沸石的主孔道为椭圆形的十二元环直 筒形孔道，孔径约为 0.65 0.70nm。 Si/Al：丝光沸石的Si/Al约为10
2.次级结构单元
分子筛的次级结构是由初级结构单元TO4四面体通过共享氧原子按不 同的连接方式组成的多元环
3.特征的笼形结构单元 :
笼形结构单元是三维空间的多面体，根据确定它们多面体面的 n 元环来描述。不同的分子筛骨架会含有相同的笼形结构单元，即同一 笼形结构单元通过不同的连接方式会形成不同的骨架结构类型
由于额外骨架物种的对称性通常不满足骨架的 高对称性，因此他通常被认为是无序的
LTA分子筛中的Na+离子在八环中的位置 （实心球）3个空心球表示它的对称等价位 置
金属离子的排列受到许多条件的限制 • 孔穴的大小 • 静电场的分布
• 阳离子的半径大小
• 分子筛的水合和脱水现象
3.有机胺物种
在高硅分子筛和磷酸盐分子筛的合成中，通常要引入有机胺作 为结构导向剂或模板剂，他们位于分子筛的孔道或笼中，对特定的 孔道或笼结构的生成起着重要的作用。 ① 空间填充作用 ② 结构导向作用 ③ 模板作用
八面沸石(FAU):
X型和Y型分子筛都具有天然矿物八面沸石的骨架结构 类似金刚石的密堆六方晶系结构 基本结构单元：8个 笼，按金刚石晶体方式排列，金刚 石结构中每个碳原子由 笼替代，相邻的 笼通过六元环 以TOT键相互联结，围成一个26面体笼 孔道：与金刚石晶体结构类似的三维孔道体系，主孔道为 十二元环，孔径约0.70.8nm Si/Al：X型沸石的Si/Al=1.11.5 ，Y型沸石的Si/Al>1.5
3.分子筛孔口环数与孔道维数
分子筛孔口环数：分子筛的孔道由n个原子所围成的环，即窗口所限定， 除六元环等小的孔道体系外分子筛孔道的环包括八元环到九，十，十 二，十四，十八，和二十元环。 根据孔道环数的大小，可将分子筛描述为小孔、中孔或大孔分子筛。 孔道维数：孔道的体系可以是一维、二维、三维，即孔道向一维、二 维、三维方向延伸