分子筛的设计吸附原理与应用
分子筛的原理

分子筛的原理分子筛是一种具有微孔结构的晶体物质,其主要成分是硅铝骨架。
分子筛的微孔结构使其能够选择性地吸附和分离分子,因此在化工领域有着广泛的应用。
下面我们来详细了解一下分子筛的原理。
首先,分子筛的微孔结构是其能够实现分子选择性吸附和分离的关键。
这些微孔的大小和形状可以根据分子筛的合成条件进行调控,从而实现对特定分子的选择性吸附。
一般来说,分子筛的微孔大小在2到15埃之间,这使得分子筛能够选择性地吸附分子。
其次,分子筛的吸附和分离原理是基于分子在微孔中的扩散和吸附特性。
当混合气体或液体通过分子筛时,分子会进入分子筛的微孔中,根据其大小和形状被选择性地吸附在微孔内部。
这种选择性吸附使得分子筛能够实现对混合物的分离,例如在石油化工中用于分离不同碳数的烃类物质。
此外,分子筛的再生原理也是其应用的重要部分。
当分子筛吸附了一定量的分子后,可以通过改变温度、压力或者使用惰性气体等手段将吸附在微孔中的分子释放出来,从而实现对分子筛的再生。
这使得分子筛可以反复使用,大大降低了成本。
除此之外,分子筛的应用还包括催化剂和吸附剂等方面。
例如,分子筛可以作为催化剂载体,通过调控微孔结构和表面性质,实现对反应物的选择性吸附和催化反应,提高反应的选择性和产率。
在吸附剂方面,分子筛也可以用于去除废气中的有机物和水蒸气,净化水和空气等领域。
综上所述,分子筛的原理主要是基于其微孔结构的选择性吸附和分离特性,再生原理和应用于催化和吸附等方面。
分子筛在化工领域有着广泛的应用前景,对于提高产品质量、减少能源消耗、保护环境等方面都具有重要意义。
希望通过对分子筛原理的了解,能够更好地应用于实际生产中,为化工领域的发展做出贡献。
分子筛的原理及应用

分子筛的原理及应用一、分子筛的基本原理分子筛是一种多孔材料,具有特殊的分子吸附能力。
它的基本原理是通过固定在晶体结构中的孔道,使分子只能以特定尺寸和形状通过。
这种选择性吸附的原理使得分子筛在各种领域有广泛的应用。
二、分子筛的分类根据孔径和孔型的不同,分子筛可以分为不同的类型,常见的有沸石型、合成型、硅铝酸盐型等。
2.1 沸石型分子筛沸石型分子筛的主要成分是沸石类矿物,具有三维的网状结构。
它的孔径较大,常用于吸附分离和催化反应。
2.2 合成型分子筛合成型分子筛是人工合成的,可以根据需要进行调控,孔径和孔型可以根据实际应用进行设计。
2.3 硅铝酸盐型分子筛硅铝酸盐型分子筛是以硅铝酸盐为主要成分的分子筛,具有较高的热稳定性和高孔容量。
三、分子筛的应用分子筛广泛应用于许多领域,包括化学、环境、能源等。
下面列举了一些常见的应用领域和具体应用案例:3.1 化学领域•吸附分离:分子筛可以根据不同的孔径和孔型,实现对不同分子的吸附分离,例如对气体、液体的分离。
•催化剂:分子筛可以作为催化剂的支撑材料,提高催化反应的效率。
•吸附剂:分子筛可以用作吸附剂,用于去除废水中的有机物和重金属离子。
3.2 环境领域•污水处理:分子筛可以用于污水处理,去除其中的有机物和重金属离子。
•空气净化:分子筛可以用于空气净化,去除其中的有害气体和颗粒物。
3.3 能源领域•甲烷捕获:分子筛可以用于甲烷捕获,提高天然气的收集和利用效率。
•燃料电池:分子筛可以作为燃料电池中的离子传输材料,提高燃料电池的性能和稳定性。
3.4 生物医药领域•药物吸附和释放:分子筛可以用于药物的吸附和释放,控制药物的释放速率。
•体外脱水:分子筛可以用于体外脱水,去除体内多余水分。
四、总结分子筛作为一种多孔材料,具有特殊的分子吸附能力,在化学、环境、能源等领域有广泛的应用。
通过选择性吸附不同尺寸和形状的分子,分子筛可以实现吸附分离、催化反应和污水处理等功能。
分子筛的应用不仅可以提高生产效率,还可以改善环境质量和提高能源利用效率。
空分分子筛

几种常见分子筛型号、化学组成及孔径大小
型号 3A 4A
单胞典型化学组成 K64Na32[(AlO2)96(SiO2)96]216H2O Na96[(AlO2)96(SiO2)96 ]216H2O
5A
Ca34Na28[(AlO2)96(SiO2)96]216H2O
吸附原理
3 物理吸附与化学吸附
按照吸附剂表面与吸附质分子间作用力的不同, 吸 附可分为物理吸附及化学吸附两种。对于物理吸 附, 吸附剂和吸附质之间通过分子间力(也称“范 得华”力) 相互吸引发生吸附现象。在化学吸附中, 被吸附的分子与吸附剂表面的原子发生化学作用, 在吸附剂和吸附质之间会发生电子转移、原子重 排或化学键的破坏与生成等现象。
192个硅铝原子。
孔性质
均匀的微孔
孔径 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
孔体积 表面积
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
分子筛具有空旷的骨架结构,晶穴体积约为 总体积的40-50%。
n(Si)/n(Al) n(SiO2)/n(Al2O3) 孔径大小/nm
121ຫໍສະໝຸດ 2~0.3 ~0.4
1
2
~0.5
1.23
2.5
0.8~0.9
1.23
2.5
0.9~1.0
2.45
4.9
0.9~1.0
5.00
10
0.58~0.70
31.00
>30
0.52~0.58
分子筛吸脱附

分子筛吸脱附分子筛吸脱附是一种常用的分离和纯化技术,广泛应用于化学、环境、医药等领域。
本文将从分子筛吸脱附的原理、应用领域和发展前景三个方面进行介绍。
一、分子筛吸脱附的原理分子筛是一种具有特殊孔道结构的多孔固体材料,其孔径大小范围为纳米至微米级。
分子筛吸附分离的原理是利用分子筛的孔道结构和化学吸附性质,通过物质在分子筛表面的吸附和脱附过程实现分离纯化。
分子筛的孔道结构决定了其对不同分子的吸附选择性。
孔径较小的分子筛可以选择性地吸附较小分子,孔径较大的分子筛则可以选择性地吸附较大分子。
此外,分子筛的表面性质也会影响吸附选择性,如特定官能团的引入可以使分子筛对某些特定分子的吸附更加选择性。
分子筛吸脱附过程一般包括吸附、冲洗和脱附三个步骤。
首先,将待吸附物质与分子筛接触,通过化学吸附作用使物质被吸附在分子筛表面。
然后,通过冲洗步骤去除非目标物质的影响。
最后,通过改变温度、压力或浓度等条件来实现脱附,将吸附物质从分子筛表面解离出来。
分子筛吸脱附技术在化学领域的应用非常广泛。
例如,在石油化工行业中,分子筛吸脱附被用于分离和纯化石油化工产品,如乙烯、丙烯等。
此外,分子筛吸脱附还可以用于气体分离、有机溶剂的回收等领域,具有较高的分离效率和能耗较低的优点。
在环境领域,分子筛吸脱附技术也得到了广泛应用。
例如,可以利用分子筛吸脱附技术去除水中的重金属离子、有机污染物等有害物质,达到净化水体的目的。
此外,分子筛吸脱附还可以用于废气处理、固体废物处理等环境治理领域。
在医药领域,分子筛吸脱附也有着重要的应用。
例如,可以利用分子筛吸脱附技术从药物中去除杂质、提高纯度;还可以用于药物的制备、分离和纯化过程中。
此外,分子筛吸脱附在生物制药领域也有广泛应用,如蛋白质纯化、基因工程药物制备等。
三、分子筛吸脱附的发展前景随着科学技术的不断进步,分子筛吸脱附技术也在不断发展。
目前,研究人员正在探索新型分子筛材料的合成方法和应用领域,以提高分子筛的吸附选择性和分离效率。
分子筛的原理

分子筛的原理分子筛是一种具有微孔结构的晶体材料,其微孔大小可以通过晶体的晶格结构进行调控。
由于微孔的大小与具体应用场景有关,因此分子筛可以用于许多不同的领域,如催化剂、吸附剂、分离膜等。
分子筛的原理可以归纳为两个方面:晶体结构和吸附/分离原理。
1. 晶体结构分子筛晶体的晶格结构通常由由Si和Al等元素构成的四面体单元构成。
这些四面体单元通过共用氧原子相互连接在一起,形成了具有高度有序孔道结构的晶状体。
根据单元之间的连接方式,晶体可以被分为两类,一类是沸石型分子筛(如ZSM-5, MFI等),一类是非沸石型分子筛(如FAU,LTA等)。
沸石型分子筛的晶体结构通常由直通的小孔道和近似球形的大孔道构成,而非沸石型分子筛则常常具有泡沫状的孔道结构。
这些孔道结构的尺寸和六面体孔道通道的负电性可被调控,从而能够拟合和排斥特定的分子或离子。
2. 吸附/分离原理分子筛除了都是由四面体单元构成的外,还有各种不同的孔道结构,可以去吸附和分离物质。
根据物理与化学机制,分子筛分别分为以下三类:(1)酸性分子筛:可以通过取代酸性中心,如H+,Al3+等,增强大分子分离和化学反应的效率。
其中,H+为最基本的酸性中心。
(2)碱性分子筛:可以通过取代碱性中心,如Na+,K+等,容易吸附吸附一些有机物,如醛、酮、酯等。
其中,Na+是最为普遍的碱性中心。
(3)中性分子筛:这种分子筛的孔道中没有任何酸性或碱性中心。
这种类型的分子筛主要用于吸附难以通过其他方法分离的化学物质,例如大分子有机化合物,以及同分异构体。
总的来说,分子筛不仅具有高度有序小孔结构,这种结构可以被控制和改变来适应不同的应用场景。
令人兴奋的是,随着技术的发展,二次修饰的分子筛也已经被发展,这些分子筛可以具有更加定制的结构和吸附/分离特性,使其在各种新兴应用领域中发挥重要的作用。
分子筛吸附原理

分子筛吸附原理
分子筛吸附原理是指利用分子筛材料的微孔结构和化学性质,将分子筛内的气体或液体分子通过物理吸附或化学吸附的方式吸附并分离。
分子筛材料是一种具有规则排列的微孔结构,其孔径大小和分子大小具有一定的选择性,可以通过调节分子筛孔径大小来选择性地吸附目标分子。
物理吸附是指分子通过分子间的范德华力,即吸引力相互作用而与分子筛表面相互作用。
分子筛材料是吸附材料,其表面上带有一定的电荷,可以通过范德华力与气体或液体分子发生相互作用。
物理吸附具有可逆性,吸附剂可以从分子筛表面解吸,因此可以进行循环使用。
化学吸附是指分子在与分子筛表面发生化学反应后与其形成化学键。
分子筛材料具有一定的化学活性,可以与特定的分子发生化学反应,形成化学键。
化学吸附具有较高的选择性和吸附容量,但是一般来说不可逆,吸附剂无法从分子筛表面解吸。
分子筛吸附原理的关键在于合适的分子筛材料的选择和优化孔径大小,根据目标分子的大小和化学性质选择对应的分子筛材料,并通过调节吸附条件来实现高效的分离和提纯。
分子筛吸附在化工、制药、生物技术等领域具有重要的应用价值,可以用于气体分离、溶剂回收、催化剂的制备等方面。
分子筛 吸附

分子筛吸附分子筛是一种具有高效吸附能力的固体材料,广泛应用于化学工业、环境保护、能源等领域。
它具有特殊的孔结构,可以选择性地吸附分子,将其分离、富集或转化。
本文将从分子筛的定义、结构、吸附原理、应用领域等方面进行详细介绍。
分子筛是一种具有有序孔道结构的固体材料。
它的孔道大小和形状可以通过合成方法来控制,从而实现对不同分子的选择性吸附。
分子筛的结构可以分为三维结构和二维结构。
三维结构的分子筛由四面体单元组成,形成了一种像蜂窝一样的孔道结构;而二维结构的分子筛则是由二维多孔层状结构组成。
分子筛的孔道结构决定了其吸附性能和应用领域。
分子筛的吸附原理主要包括物理吸附和化学吸附。
物理吸附是指分子筛通过静电作用、范德华力等物理相互作用与目标分子发生相互作用,实现吸附分离。
而化学吸附则是指分子筛通过特定的化学反应与目标分子发生化学反应,实现对分子的转化。
分子筛的吸附性能与其孔道结构、表面性质以及目标分子的性质密切相关。
分子筛在化学工业中具有广泛的应用。
首先,它可以用于分离和富集混合物中的目标分子。
例如,在石油化工过程中,通过分子筛的吸附作用可以将混合物中的杂质分子去除,从而提高产品的纯度和质量。
其次,分子筛还可以用于催化反应。
由于其具有高度选择性的吸附能力,可以将反应物分子吸附到分子筛表面,从而增加反应速率和选择性。
此外,分子筛还可以用于气体分离和水处理等领域,如通过选择性吸附可以实现对二氧化碳的捕集和回收,对水中的有机物和重金属离子进行去除等。
除了化学工业,分子筛在环境保护领域也有重要的应用。
例如,在大气污染控制中,分子筛可以用于吸附和去除有害气体,净化空气质量。
在水污染治理中,分子筛可以用于去除水中的有机物、重金属离子和微污染物,提高水质。
此外,分子筛还可以用于废气处理、汽车尾气净化等方面,对环境保护起到积极作用。
总结起来,分子筛作为一种具有高效吸附能力的固体材料,通过其特殊的孔道结构和吸附原理,实现了对分子的选择性吸附、分离和转化。
分子筛装置的工作原理及吸附选择指南

分子筛装置的工作原理及吸附选择指南引言:分子筛是一种广泛应用于化工、环保等领域的重要设备,其工作原理和吸附选择对于设备的性能和效果至关重要。
本文将介绍分子筛装置的工作原理,并提供一些吸附选择的指南,帮助读者更好地了解和应用分子筛装置。
一、分子筛装置的工作原理分子筛装置是利用分子筛材料的微孔结构和选择性吸附性能进行物质分离和净化的设备。
分子筛材料通常由无机氧化物组成,具有规则的孔道结构,可以选择性地吸附分子尺寸小于孔径的物质。
分子筛装置的工作原理主要包括两个过程:吸附和解吸。
当被处理的混合物进入分子筛装置时,其中的目标物质会在分子筛的孔道中被吸附,而其他物质则通过。
随着时间的推移,分子筛会逐渐饱和,需要进行解吸操作,将吸附的目标物质从分子筛中释放出来。
二、分子筛的吸附选择指南1. 目标物质的分子尺寸分子筛的孔径大小决定了其对目标物质的选择性。
因此,在选择分子筛装置时,需要根据目标物质的分子尺寸选择合适的孔径大小。
一般来说,目标物质的分子尺寸应小于分子筛的孔径,以确保其能够被有效吸附。
2. 目标物质的亲和性不同的分子筛材料对于不同的目标物质具有不同的亲和性。
在选择分子筛装置时,需要根据目标物质的化学性质和亲和性选择合适的分子筛材料。
例如,对于一些极性物质,可以选择具有较高亲和性的分子筛材料,以提高吸附效果。
3. 分子筛的稳定性和可再生性分子筛装置的稳定性和可再生性对于其长期运行和经济性都具有重要影响。
在选择分子筛装置时,需要考虑分子筛材料的稳定性和可再生性。
一些高质量的分子筛材料具有较好的热稳定性和可再生性,可以在长期使用过程中保持较高的吸附性能。
4. 设备的操作和维护成本分子筛装置的操作和维护成本也是选择的重要考虑因素。
一些分子筛装置需要定期更换或再生分子筛材料,而一些高质量的分子筛材料可以在较长时间内保持较好的吸附性能,从而降低了设备的操作和维护成本。
结论:分子筛装置是一种重要的物质分离和净化设备,其工作原理和吸附选择对于设备的性能和效果至关重要。
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2016级环境工程硕士课程论文论文题目:分子筛吸附剂的设计、吸附原理和应用课程:吸附科学原理和应用专业:环境工程学号:************姓名:***分子筛吸附剂的设计、吸附原理和应用徐俊(河南大学化学化工学院, 河南开封475004)摘要:近年来,随着人们对分子筛吸附剂吸附原理和设计的进一步的研究,分子筛吸附剂越来越受到人们的重视。
分子筛吸附剂因其独特的晶体结构、高的表面积、吸附性和催化性等优异性能,被广泛应用于石油化工、环境保护、新材料、生物医药等诸多领域,也因此分子筛吸附剂的应用有着巨大的经济效益和重要的应用价值。
关键字:分子筛吸附剂;吸附;应用Molecular sieve adsorbent design, adsorption principle andapplicationXU Jun(College of Chemistry and Chemical Engineering, Henan University, Kaifeng 475004) Abstract: In recent years, with the further research of molecular sieve adsorbent's adsorption principle and design, molecular sieve adsorbent has attracted more and more attention. Molecular sieves are widely used in the region of etrochemical industry, environmental protection, new materials and biomedicine due to their unique crystal structure, high surface area, adsorption, catalytic and other excellent performances. The use of adsorption separation has enormous economic and great value.Keywords: zeolite adsorbent; adsorption; application引言分子筛是一类具有特殊结构的多孔介质,由系列不同规则的孔道或笼构成,是硅铝酸盐的晶体[1]。
常见的不同型号分子筛有:A型、X型等[2,3]。
经高温活化沸石失结晶水后,晶体内形成许多孔穴,其孔径大小与气体分子直径相近,且非常均匀,依据晶体内部孔穴大小吸附或排斥不同的物质分子,同时根据不同物质分子极性或可极化度而决定吸附的次序,达到分离的效果[4]。
分子筛的孔径分布是非常均一的,结构和组成变化明显,具有良好的热稳定性、水热稳定性、较好的化学稳定性等性能[5]。
沸石分子筛较大的表面积、孔体积以及较强的静电场决定了它对吸附质尤其是对极性分子,在低分压或低浓度及较高温度的吸附情况下仍能保持较高的吸附容量。
正是由于分子筛具有比其他类型吸附剂更具有独特的优越性,所以分子筛吸附剂在化工领域、环境保护、干燥净化、石油炼制等领域得到了十分广泛的应用。
1 分子筛吸附原理分子筛吸附是一种物理现象。
分子筛孔隙率非常高,内表面积很大,内空穴占体积的50%左右[6]。
分子筛吸附剂吸附性能的决定因素是其本身的结构,此外不同硅铝比、不同平衡阳离子、不同孔和孔道结构以及分子筛的成型、活化等都会影响分子筛吸附剂的吸附性能[7,8]。
其吸附作用主要表现在两点:按分子的几何尺寸、形状选择吸附和按分子的极性、不饱和度及极化率选择吸附。
1.1 按分子的几何尺寸、形状选择吸附分子筛具有蜂窝状结构,晶穴体积可占沸石晶体体积的以上,空腔直径一般在0.6~1.5nm之间,孔径约在0.3~1nm之间,而且晶体中孔道均匀排列,孔径大小均匀,分子筛规整的骨架结构赋予了其择形选择吸附的能力[9]。
1.2 按分子的极性、不饱和度及极化率选择吸附虽然临界直径比分子筛孔径小的吸附质分子都可以进入分子筛的孔道内,但是由于吸附质分子的极性、不饱和度、极化率不同,它们与分子筛的作用强度以及在分子筛内的扩散速度都有所差异。
这是因为由骨架外阳离子和带负电荷的硅铝氧骨架所构成的沸石分子筛本身是一种极性物质,内部有较强的静电场。
所以极性越强或越易极化的分子,也就越易被吸附[10]。
2 分子筛吸附剂的设计虽然分子筛材料具有微观尺度上的高度有序孔道结构、比表面积大、孔径分布单一且可控制、骨架结构和性质可调等优点,但是全硅型的分子筛材料存在离子交换能力小,骨架中晶格缺陷少,自身无催化活性中心,化学活性弱等一些不足,因此在作为传感器、催化剂及吸附剂的主体材料时有很大的应用限制[11]。
所以人们针对其缺点以及使用目的不同对其进行改性设计,使它带有特定的官能团,进而能更加广泛的应用于多种领域。
近年来对介孔分子筛材料进行化学改性的研究已引起了人们的普遍关注。
研究表明,介孔分子筛孔道均匀有序排列、孔道表面优异的特性,这为介孔分子筛表面改性提供了可能。
为了改善介孔分子筛的性能,目前常用的介孔分子筛改性方法有调节表面活性剂碳链长度、添加增孔剂、使用新型模板剂或双模板剂、引入杂原子进入分子筛骨架结构、离子交换法在孔道内表面引入无机物、孔道内表面有机修饰或功能化、负载活性组分等[12]。
改性后的介孔分子筛仍然有着极丰富的比表面积,而且孔结构和稳定性仍能保持完好,实现了材料性能的有效调控,为环境保护型吸附材料的合成、新型催化材料和生物医用材料的开发应用提供了新的方向和很好的条件[13],因此具有重大的科学研究意义和应用价值。
3 分子筛吸附剂的应用研究有序介孔材料一诞生就在化学、材料学与生物医药学界得到高度重视,并迅速发展为跨学科的研究热点。
虽然有序介孔材料目前还未能获得大规模的工业化应用,但它拥有合适的孔径大小,孔道排列有序,孔径大小可调节,比表面积大的优点,使得其在化学工业、环境保护、生物技术等领域具有重要的应用意义。
3.1 在化工领域方面的应用分子筛可作为催化剂以处理较大的分子或基团,或者催化有大分子参加的反应。
用叔丁基过氧化氢可氧化α-松油醇和降冰片[14]。
当然,作为载体可以负载过渡金属有机化合物、金属和金属氧化物、杂多酸、有机碱、金属络合物、纳米粒子或者金属铜聚合物等。
分子筛由于其孔径较大还可用于高分子合成领域,将共扼高分子,如聚毗咯和热解聚丙烯睛在分子筛介孔中进行组装已取得成功。
还有变压吸附(PSA-H2)氢气纯化工艺,工业气体和空气分离O2、N2、H2和CO 等高纯度工业气体的生产工艺有许多,分子筛以其具有的高吸附选择性和高吸附容量的特性在这些化工生产工艺中起着关键作用[15]。
3.2 在环境保护领域的应用介孔分子筛在降解有机污染物、水质净化和汽车尾气处理等方面有着广阔的应用前景。
比如在有机污染物降解方面,分子筛具有大量的孔道和空穴,比表面积较大介孔比具有更高的光催化活性,其介孔结构的高比表面积提高了材料与有机物分子的接触,增加了表面的羟基自由基,而羟基自由基正是降解有机物的强氧化剂,可以把许多难降解有机物氧化为和水[16]。
此外,通过一步合成或有机官能团后嫁接,制备得到的有机-无机复合介孔材料对多种重金属离子具有很好的吸附性能。
此外利用介孔材料极大的比表面积和嫁接的有机官能团的络合作用,可有效吸附废水中的重金属离子。
研究表明,经过氨基改性的有机-无机复合材料对多种重金属离子(Cd2+、Cr6+、Pd2+、Hg2+、Zn2+、Cu2+等)都具有高效而广泛的吸附能力[17],而通过硫醚有机官能团改性的介孔材料则对Hg2+表现出极高容量的选择性吸附性能[18]。
3.3 在冷冻、干燥方面的应用高干燥容量的分子筛干燥剂与制冷剂和润滑剂相互兼容可有效防止设备故障。
一些系列的分子筛干燥剂还具有的高机械强度和颗粒完整度,可防止干燥剂颗粒破碎和磨损,特别在振动剧烈的汽车空调系统中这一点尤为重要。
这些特性保证了分子筛干燥剂在经济性和操作的可靠性方面的优势[19]。
3.4 在石油炼制方面的应用烷基化原料的干燥—分子筛有助于降低酸消耗,减少再生器的使用和侵蚀,并带来烷基化质量总体水平的提高[20]。
炼厂氢的干燥和净化,防止下游设备的腐蚀,滤除从催化剂中再生出来的氯。
炼厂气的干燥—分子筛用于防止重整气体在深冷加工时发生管线冻堵。
炼厂产品的干燥净化—分子筛用于液化石油气(LPG)的干燥和脱硫,以及石脑油和煤油的干燥。
3.5 在干燥净化领域方面的应用分子筛吸附可以有效地避免分离时所产生共吸附现象,提高分离。
可以在同一系统中同时完成干燥和物质的纯化。
在较高的温度条件下,同样具有一定的吸附容量。
分子筛系统较其他干燥和分离装置,设备投资低,运转成本低。
分子筛用于吸附脱水,分子筛对水有较强的亲和力,结构中有大量均匀的几何网状型空穴,这些空穴只允许直径比孔径小的分子进入,起到了筛分分子的选择吸附作用[21]。
常用分子筛孔径规格有0.3、0.4、0.5nm,水分子直径为0.27~0.32nm,因此分子筛在吸附脱水方面表现出了较高的选择性。
分子筛在吸附脱水方面表现出较高的选择性[22]。
分子筛能将混合物中各组分高效分离,分子筛能脱除气体或液体中百分之几乃至痕量的水分。
分子筛脱水的工作压力可以在任意压力,工作温度可以从液氮温度至摄氏数百度,而且操作简单、成本低,能脱附再生循环使用。
因此,分子筛脱水广泛用于从天然气分离回收液态轻质烃以合成气合成低碳混合醇、有机溶剂脱水干燥以及变压吸附中气体干燥等化工操作。
4 总结分子筛种类丰富,分子筛因其有非常高的表面积和吸附容量、吸附性质可从亲水性到疏水性、酸性或其它活性中心能被控制、强度和浓度能被调整、孔道规则且孔径大小正好在多数分子的尺寸范围内、阳离子的可交换性、等特点,给吸附分离技术开发带来许多可供选择的空间。
吸附过程是一个非常复杂过程,吸附材料性能具有决定性的作用。
分子筛吸附机理较复杂分子筛独特的孔结构和孔环境对吸附性能均具有显著的影响,许多吸附过程都是二者作用叠加的结果,因此一方面对于加强研究分子筛吸附机理,为工业应用和选择提供理论支持有很大帮助。
另一方面加强分子筛结构和组成的定制研究工作开发成本低廉和工艺简单的新型分子筛材料合成技术仍然是重要的研究方向。
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