第四章分子筛催化剂及其催化作用
工业催化--分子筛及其催化作用
引言
一类具有均匀孔隙（道）构造 旳结晶性材料。
孔道尺寸与分子直径大小相当， 能在分子水平上筛分物质，又 称为分子筛。
分子筛构造中具有大量旳结晶 H2O分子，加热时可汽化除去， 分子筛又称为沸石。
一般自然界存在旳常称为沸石， 人工合成旳常称为分子筛，有 时也称为沸石分子筛。
硅铝酸盐分子筛晶胞化学构成表达式
Q4。
分子筛旳第二构造层次-多元环
分子筛旳第二构造层次：---多元氧环
TO4四面体经过共享氧原子按不同方式连接构成多元氧环 由四个四面体连接形成旳环叫四元氧环； 五个四面体连接形成旳环叫五元氧环； 依此类推还有六元氧环、八元氧环和十二元氧环等
多种环旳临界孔径
假如把多种环近似地看成圆形，其直径称为孔 径，那么多种环旳孔径如下：
列及SAPO系列是含其他杂原子旳分子筛，具有离子互换能 力。
1988年首次合成了具有十八元环旳VPI-5分子筛，孔径达 1.3 nm，实现了超大孔分子筛旳合成。
AlPO-5 和VPI-5旳骨架构造
分子筛旳孔道
多种二级构造单元按照不 同旳排列方式拼搭，构成 了不同旳分子筛骨架构造。
二级构造单元在组合过程 中，往往能围更大孔笼。 每个孔笼又经过多元环窗 口与其他孔笼相通，在分 子筛晶体内部形成了许多 通道，称之为孔道。
多种分子筛名称旳由来
起初分子筛没有系统命名规则。有用研究者第一 次刊登提出旳一种或者几种字母来命名。如A、 X、Y型、ZSM (zeolites Synthesized by Mobil )系 列+阿拉伯数字来命名，如ZSM-5， ZSM-11等， VPI-5(Virginia Polytchnic Institute no.5)等。
磷酸铝分子筛
工业催化 酸碱催化剂和分子筛催化剂
分子筛催化剂
5.沸石分子筛的命名：
用研究工作者第一次发表提出的一个或者几个 字母来命名。如A型、X型、Y型、ZSM型等； 用离子交换法制得不同型号的分子筛，以离子 命名如NaA (钠A)型、KA (钾A)型、CaA (钙A) 型，商业上又用4A、3A、5A的牌号来表示。 用相应的天然沸石矿物名称来命名，如M型又 可称为丝光沸石型，Y型又可称为八面拂石型； 当合成分子筛中Si和Al被其他原子取代时，就 用取代原子命名，如P-L型就是磷原子取代了L 型沸石分子筛中的部分Si。
气态碱吸附法：NH3，吡啶等 当气态碱分子吸附在固体酸中心上时，吸附 在强酸中心上的比在弱酸中心上稳定，也更 缺点：不能区分B酸和L酸各自的强度 难脱附。当升温排气脱附时，吸附弱的碱首 先排出，故根据不同温度下排出的碱量，可 以给出酸强度和酸量。
酸量：固体表面上的酸量，通常表示为单位重 量或单位表面积上酸位的毫摩尔数，即m mol/wt或m mol/m2。酸量也叫酸度，指酸的浓 将催化剂放入苯中，再滴入几滴指示剂二甲基 度。
固体超强酸和超强碱：
固体酸的强度若超过100%硫酸的强度，则称之 为超强酸。因为100%硫酸的酸强度用Hammett酸强 度函数表示时为H0 =－11.9，故固体酸强度H0 ≤－11.9 者谓之固体超强酸或超酸。 固体超强碱是指它的碱强度用碱强度函数H0表示高 于+26者。固体超强碱多为碱土金属氧化物，或碱土 金属与碱金属的复合氧化物。 －
1)均相酸碱催化
液相酸碱催化反应是均相催化的重要组 成部分，象水解、水合、脱水、缩合、 酯化、重排等反应，有很广泛的应用。 例如：
3. 固体酸碱的催化作用
均相酸碱催化反应的一般特点是：以离子型机 理进行，反应速度很快，不需要很长的活化时 间。
分子筛催化剂的解析
分子筛催化剂的解析分子筛（又称合成沸石）是一种硅铝酸盐多微孔晶体，它是由 SiO4和AlO4四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。
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。
沸石分子筛是一类由硅氧四面体和铝氧四面体通过共用氧原子相互连接成骨架结构、并具有均匀晶内孔道的晶态微孔材料。
通常，天然的和人工合成的沸石分子筛指的是硅铝酸盐。
1 分子筛的应用领域沸石分子筛不仅可应用于催化、吸附、分离等过程，还可用于微激光器、非线性光学材料及纳米器件等新兴领域，并在药物化学、精细化工和石油化工等领域有着广阔的应用前景。
分子筛主要应用品种有 3A、4A、5A 、13X以及以上述为基质的改性产品。
3A分子筛用途：各种液体(如乙醇)的干燥；空气的干燥；制冷剂的干燥；天然气、甲烷气的干燥；不饱和烃和裂解气、乙烯、乙炔、丙烯、丁二烯的干燥。
4A分子筛用途：空气、天然气、烷烃、制冷剂等气体和液体的深度干燥；氩气的制取和净化；药品包装、电子元件和易变质物质的静态干燥；油漆、燃料、涂料中作为脱水剂。
5A分子筛用途：变压吸附；空气净化脱水和二氧化碳。
13X分子筛用途：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。
改性分子筛可用于有机反应的催化剂和吸附剂。
分子筛及其催化作用
分子筛中L酸中心 的形成
酸量与焙烧温度的关系
用吡啶作碱性物 质，配位于质子 酸部位产生1545 cm－1特征吸收频 率，配位于L酸中 心产生1450 cm－ 1特征吸收频率。 利用红外吸收带 的强度作为酸量 的度量。
AlPO在结构上具有Y型和ZSM型分子筛的优点， 例如AlPO-5分子筛既有ZSM型分子筛的直孔道 特性，又有Y型分子筛大孔(十二元环)的特性。 合成时加入了适量的硅，使骨架结构中包含三 元氧化物，SAPO型分子筛。这样既保持了原 有的结构特点，又增加了电荷和酸性的调变性。 A1PO-5对异丙苯裂解和邻二甲苯无催化活性， 而SAPO-5对上述反应就有相当好的催化活性。
各种沸石的孔结构与CI值
沸石的CI值与催化特性的关系 （甲醇转化反应〕
新型分子筛 材料
磷铝分子筛(简称AlPO)：
有机胺的存在下经过几十至几百小时的水热 反应，由无定形的磷铝胶体自发结晶成晶态 的微孔分子筛。
中孔分子筛(纳米孔)
MCM-14; SBA-15
新型分子筛 材料
AlPO：有三维骨架结构和相层状结构两种，也 有四面体结构。由于电荷是平衡的，所以无阳 离子及交换特性。在催化性能上无任何优势。
静电场效应
由于多价阳离子在分子筛中的分布不对称，在 分子筛表面的多价阳离子和负电中心之间产生 静电场，这个电场能使吸附的烃类分子极化为 半离子对，具有活化被吸附分子的作用，因而 产生较高的反应能力。
例如，一个Ca2＋取代两个Na＋之后，它不是 占据两个铝氧四面体之间的对称中心位置，而 是比较靠近其中一个铝氧四面体，而远离另一 个。
第四节 分子筛催化剂
第四节分子筛催化剂分子筛是一类结晶型的硅铝酸盐，因其具有均一的微孔结构，能在分子水平上筛分物质而得名。
如4A分子筛微孔的表观直径大约是4.5埃，能吸附和交换直径达4.7埃的分子。
分子筛具有较强的离子交换性能，经氢离子或稀土金属离子交换可制得酸性较强的固体酸，广泛用作催化剂或催化剂载体。
沸石分子筛具有均匀的孔结构，其最小孔道直径为0.3-1.0nm。
孔道的大小主要取决于沸石分子筛的类型。
沸石分子筛对许多酸催化反应具有高活性和异常的选择性。
分子筛无毒无污染、可再生，是一类理想的环境友好催化材料，在石油化工和精细化工中发挥着越来越重要的作用。
一、分子筛的结构1、分子筛的化学组成沸石分子筛是由SiO4或AlO4四面体连接成的三维骨架所构成。
Al或Si原子位于一个四面体的中心，相邻的四面体通过顶角氧原子相连，这样得到的骨架包含了孔、通道、空笼或互通空洞。
沸石分子筛可用下列通式表示：Mx/n[（AlO2）x（SiO2）y]·zH2O其中：M：金属离子；n：M的价数；x/n：金属离子的摩尔数；x：AlO2的摩尔数；y ：SiO2的摩尔数；z：水的的摩尔数；[（AlO2）x（SiO2）y]为晶胞单元。
化合价为n 的金属离子的存在是为了保持体系的电中性，因为在晶格中每个AlO4四面体带有一个负电荷。
各种分子筛的区别，首先是化学组成的不同。
M的不同：Na, K, Li, Mg等金属离子，有机胺或复合离子硅铝摩尔比的不同：沸石A、X、Y和丝光沸石的硅铝分别为：1.5~2、2.1~3.0、3.1~6.0和9~8。
当化学式中的x数值不同时，分子筛的抗酸性、热稳定性以及催化活性等都不相同。
一般而言，x的数值越大，耐酸性和热稳定性越高各种分子筛最根本的区别是晶体结构的不同，因而不同的分子筛具有不同的性质。
2、分子筛的结构单元——四面体分子筛最基本的结构单位是硅氧和铝氧四面体。
因为硅是＋4价、氧是-2价，故（SiO4）四面体可在平面上表示为下图a。
分子筛催化剂的研究与应用
分子筛催化剂的研究与应用分子筛催化剂是当今化学领域中的一个重要的研究方向，它是指具有精细空间网络结构的固体材料，通过其特殊的空间结构和化学功能，可以在化学反应中起到催化作用。
分子筛催化剂广泛应用于石油加工、化学制品、环境保护等领域，是一个非常有前途的研究领域。
一、分子筛催化剂的基本原理分子筛催化剂的催化原理基于它特殊的孔道结构，孔道尺寸与特定反应分子的尺寸相匹配。
当反应分子通过孔道时，会与分子筛中的活性位点发生相互作用，实现催化反应。
因此，作为催化剂，分子筛材料的最重要的性质是大孔度和优秀的比表面积，以及催化位置和反应选择性。
二、分子筛材料的制备分子筛材料的制备需要引入模板分子，它尺寸与孔道相一致，可以帮助形成分子筛结构。
通常使用有机碱或某些有机分子作为模板剂。
分子筛材料的制备方法一般分为两大类：溶胶-凝胶法和晶种法。
其中，溶胶-凝胶法是将硅酸酯、铝酸酯等合成原料与模板分子在水和乙醇中混合，在高温条件下转化为固态材料。
而晶种法则是将已经合成好的分子筛加入合成反应体系中，主要应用于制备特定形式的分子筛。
三、分子筛催化剂的应用与研究分子筛催化剂广泛应用于石油加工、化学制品、环境保护等领域。
在石油化工生产中，分子筛催化剂被广泛用于汽油和柴油加氢、裂化和异构化等过程中；在化学制品生产中，分子筛催化剂被用于合成各种有机分子，如医药、染料和催化剂等；在环境保护方面，分子筛催化剂也有广泛的应用。
例如，NOx催化还原、VOC催化氧化等领域。
在研究方面，分子筛材料不仅被广泛应用于催化反应，而且还成为研究具有新型性质和应用的材料的热点之一。
例如，有人研究了纳米分子筛材料和分子筛/金属有机骨架材料，具有较高的比表面积和催化活性，可以用于制备更高效的催化剂。
另外，还有一些关于分子筛催化剂的新型材料的研究。
研究人员使用不同的合成方法制备了具有不同空间结构、孔径和成分的新型分子筛材料，带来了更多的研究方向。
总之，分子筛催化剂作为一种高效而广泛应用于各种反应的催化剂，在化学领域中发挥着重要的作用。
3.2 分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用ppt课件
O2Si4+ 或 Al3+
注意：T 除 Si 、Al 外，也可是 P、Ti、V 等
（同晶取代杂原子分子筛）
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 T 原子（或 TO4 四面体） 每条边代表一个氧桥 （或 T – O – T 键）
由4个TO4 四面体形成四元环，5个TO4 四面体形成五元环，依此
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
硅铝比：Si / Al 或 SiO2 / Al2O3 的摩尔比
1 低硅 Si / Al 影响分子筛的
2 中硅
5 高硅分子筛
亲油、亲水性能：高硅亲油（对有机分子吸附性强），低硅亲水性 耐酸性、热稳定性 ：Si / Al 耐酸性、热稳定性
几种常见的分子筛
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
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）
笼
晶穴 晶孔
孔穴
空腔
笼（立方体笼）
05第05章分子筛催化剂及其催化作用
05第05章分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种种类特殊的催化剂，它具有高度有序的孔道结构和表面活性位点，能够高效催化各种化学反应。
分子筛催化剂在石油化工、化学制品合成和环境保护等领域有广泛的应用。
本章将介绍分子筛催化剂的结构特点及其在催化反应中所起的作用。
分子筛催化剂是由硅氧骨架结构组成的晶体，具有高度有序的孔道结构。
这些孔道可以用于储存各种分子，且具有大小、形状和极性等方面的选择性。
此外，分子筛催化剂具有丰富的表面活性位点，可以提供化学反应所需的能量。
根据孔道结构的不同，分子筛催化剂可以分为三类：分子筛骨架型催化剂、介孔分子筛催化剂和中孔分子筛催化剂。
分子筛骨架型催化剂是最早应用的一种分子筛催化剂，它具有较小的孔径，通常在0.4-0.8纳米之间，可用于吸附和分离小分子、催化气相反应等。
介孔分子筛催化剂具有较大的孔径，可达到几纳米到几十纳米，可应用于催化液相反应、吸附大分子等。
中孔分子筛催化剂具有介于分子筛骨架型催化剂和介孔分子筛催化剂之间的孔径大小，具有较大的比表面积和较高的稳定性。
分子筛催化剂的催化作用主要体现在两个方面：吸附作用和活性作用。
首先，分子筛催化剂具有很高的吸附能力，可以吸附在其孔道内的物质，使反应物在催化剂表面得到定向吸附，从而提高反应的选择性。
其次，分子筛催化剂表面的活性位点具有较高的能垒，可以提供催化反应所需的能量，降低反应的活化能，从而促进反应的发生。
此外，分子筛催化剂还具有较高的热稳定性和机械强度，可用于高温和高压条件下的催化反应。
分子筛催化剂在许多催化反应中都有重要的应用。
例如，分子筛骨架型催化剂可用于乙烯和甲醇的合成反应，以及苯和丙烯的环化反应。
介孔分子筛催化剂可用于催化液相氧化反应，例如苯酚的氧化和脂肪醇的部分氧化。
中孔分子筛催化剂可用于催化液相裂解反应，例如脂肪酸的裂解和生物质的转化。
总之，分子筛催化剂是一种具有高度有序孔道结构和表面活性位点的催化剂。
它能够高效催化各种化学反应，提高反应的选择性和活性。
分子筛催化剂及其催化作用
分子筛催化剂及其催化作用分子筛催化剂是一种特殊的多孔材料，具有大量的微孔和介孔结构。
它由无机氧化物或有机聚合物通过水热合成或溶胶凝胶法得到。
分子筛催化剂通常用于催化汽车尾气净化、石油炼制以及化工生产等领域。
本文将详细介绍分子筛催化剂的种类和催化作用。
首先，根据中心原子的类型，分子筛催化剂可以分为铝硅分子筛、钛硅分子筛、锡硅分子筛、锗硅分子筛等。
其中，铝硅分子筛是最常见的一种，由氧化铝和硅酸盐结合而成。
铝硅分子筛具有很高的比表面积和孔容，可以提供丰富的催化活性点和通道结构，因此被广泛用于催化剂制备领域。
根据孔道尺寸和形状的不同，分子筛催化剂可以分为分子筛A、分子筛X、分子筛Y、ZSM-5等。
分子筛A是一种六方晶系的微孔催化剂，具有较大的孔道直径（约为0.4纳米），广泛应用于干燥、脱水和分离等工艺。
分子筛X和Y是两种多孔晶体，具有较小的孔道直径（约为0.9纳米），可以用作干燥剂、吸附剂和催化剂。
ZSM-5是一种高硅铝比的中孔分子筛，具有较窄的孔道直径（约为0.5纳米），广泛用于催化裂化、异构化和芳烃转化等反应。
分子筛催化剂主要通过吸附作用和酸碱性质来催化化学反应。
吸附作用是指分子筛催化剂表面对反应物分子的吸附能力。
由于分子筛催化剂具有大量的微孔和介孔结构，可以吸附大量的反应物分子，增加反应物分子与催化剂表面的接触面积，从而提高反应速率。
另外，分子筛催化剂还具有特殊的酸碱性质。
酸性分子筛催化剂通常由酸性中心原子如铝或硅构成，可以吸附碱性分子，使其发生化学反应。
碱性分子筛催化剂则是由碱性中心原子如锡、钠等构成，可以吸附酸性分子，促进其发生反应。
酸性和碱性的反应通常发生在分子筛催化剂表面的活性点上，例如孔道入口、酸性和碱性中心等位置。
分子筛催化剂具有广泛的应用领域。
在汽车尾气净化中，铝硅分子筛可以去除尾气中的氮氧化物和碳氢化合物，减少空气污染。
在石油炼制中，ZSM-5可以将碳氢化合物转化为高附加值的烃类产品，提高能源利用效率。
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第四章分子筛催化剂及其催化作用本章主要内容：分子筛的结构分子筛晶胞化学组成表示方法分子筛的几级结构层次几种常见沸石分子筛的结构分子筛催化剂的催化性能与调变分子筛酸中心的形成与酸催化反应分子筛催化剂的择形催化性质分子筛催化剂的其它类型催化反应(双功能催化反应和氧化反应等)引言一类具有均匀孔隙(道)结构的结晶性材料。
孔道尺寸与分子直径大小相当，能在分子水平上筛分物质，又称为分子筛。
分子筛结构中含有大量的结晶出0分子，加热时可汽化除去，分子筛又称为沸石。
通常自然界存在的常称为沸石，人工合成的常称为分子筛，有时也称为沸石分子筛。
硅铝酸盐分子筛晶胞化学组成表示式分子筛多为结晶硅铝酸盐，其晶胞化学组成式可表示为：M 2/n O <AbO3 *xSiO2 * yH20式中，M-金属阳离子，女口Na+、K+、Ca2^，人工合成时通常为Na+。
分子筛结构中Si和Al的价数不同，造成的电荷不平衡必须由金属阳离子来平衡。
n为金属阳离子的价数，若n=1，M的原子数=Al原子数；n=2时，M原子数为Al原子数的一半。
x为SiO2的分子数，也可称Si02/Al203的摩尔比，俗称硅铝比；硅铝比是分子筛的一个重要指标，硅铝比不同，分子筛的性质也不同。
y为结构中结晶H2O分子数目。
分子筛的晶胞化学组成式也可用下式表示M p/n[(AI02)p (SiO2)q] y H20式中p为铝氧四面体的数目，q为硅氧四面体的数目。
每个铝原子和硅原子平均都有两个氧原子。
常用的沸石分子筛类型已发现天然沸石有40多种，人工合成的沸石分子筛已达200多种。
常用到的沸石分子筛类型有方钠型沸石，如A型分子筛八面型沸石，如X-型、丫型分子筛丝光型沸石高硅型沸石，如ZSM-5等由于分子筛在各种不同反应中，能提供很高的活性和不同寻常的选择性，在炼油和石油化工中，分子筛催化剂占有重要地位。
各种分子筛名称的由来起初分子筛没有系统命名规则。
有用研究者第一次发表提出的一个或者几个字母来命名。
女口A、X、Y型、ZSM (zeolites Synthesized by Mobil )系列+阿拉伯数字来命名，如ZSM-5, ZSM-11 等，VPI-5(Virginia Polytchnic Institute no.5)等。
有用离子交换法制得不同型号的分子筛，以离子命名如NaA (钠A)型、KA (钾A)型、CaA钙A)型，商业上又用4A、3A、5A的牌号来表示。
有用相应天然沸石矿物名称来命名，如M型又可称为丝光沸石型，Y型又可称为八面沸石型。
国际分子筛学会的系统命名为了系统命名，国际分子筛学会( International Zeolite Association)按IUPAC发展的用三个字母来表示每一特定分子筛结构类型如：MFI(ZSM-5), MEL(ZSM-11),BEA(Beta), FAU等/databases (分子筛结构数据库)所有已公开的分子筛的结构数据都可查，数据丰富骨架结构(Framework)；组成(Composition );晶体学数据(空间群Space Group，晶胞参数Cell parameters)；X-射线粉末衍射数据(XRD Powder Patterns)；结构相关的其它物质(Related Materials)；等等分子筛的结构构型分子筛的第一结构层次-TO4四面体构成分子筛骨架结构的最基本单元是TO4四面体，四面体的中心原子T (T=S k Al、P、Ga、B Ti、Fe、V等元素)，TO4四面体通过氧桥相互连接。
硅铝酸盐分子筛骨架结构的基本单元是硅氧四面体和铝氧四面体；磷酸铝分子筛的基本单元是磷氧四面体和铝氧四面体。
TO4四面体单元TO4四面体没有通过氧桥与另外的TO4四面体连接称Q0；TO4四面体通过氧桥与另外一TO4四面体相连接称Q1；TO4四面体通过氧桥与另外两TO4四面体相互连接称Q2；TO4四面体通过氧桥与另外三TO4四面体相互连接称Q3；TO4四面体通过氧桥与另外四个TC4四面体相互连接称Q4。
分子筛的第二结构层次-多元环分子筛的第二结构层次：---多元氧环TC4四面体通过共享氧原子按不同方式连接组成多元氧环由四个四面体连接形成的环叫四元氧环；五个四面体连接形成的环叫五元氧环；依此类推还有六元氧环、八元氧环和十二元氧环等各种环的临界孔径口o O O4 8 5如果把各种环近似地看成圆形，其直径称为孔径，那么各种环的孔径如下：各种环通过氧桥相互连接成三维空间的多面体，也有称为空腔。
有时又称为笼。
笼有多种多样，如六方柱笼、立方体()笼、笼、I;-"笼、八面沸石笼等。
0325由笼再进一步排列即成各种沸石的骨架结构。
笼结构特征©笼：由六个四兀环组成，又叫立方体笼。
六方柱笼：由六个四元环和两个六元环组成■-笼结构特征'■笼可以看作为在离八面体每个顶角 个四元环。
原来八个三角面变成六元环，顶点成了 ■-笼进一步连接构成 A 型、X 型和Y 型分子筛。
以1笼为结构单元，将 1笼置于立方体的 8个顶点上，相互之间以四元环通过立方体笼连 接起来，而形成的一个更大的笼叫 :-笼。
8个［笼和12个 笼联结而成，并形成一个新的更大的笼叫:笼。
「笼总共由12个四元环、8个六元环和6个八元环组成的26面体。
分子筛的四种结构层次总结T04多元环笼分子筛A 型分子筛的晶体结构将［笼置于立方体的8个顶点上，相互之间以四元环通过立方体笼连接起来， 就得到A型分子筛的晶体结构。
A 型分子筛是8个1笼和12个 笼联结而成，并形成一个新的更大的笼叫:笼。
它是A 型分子筛的主晶穴。
鳥笼与鳥笼之间通过八元环互相连同，其直径约为 0.4 nm ，故称4A 分子筛。
A 型分子筛的晶胞化学组成式名 称化学式3玄型沸行4山型棉石 隔id •馄0•為心严.5巴0 SA 熨橋石 0.66QO'01/3处削去六个角而形成的。
在削去顶角的地方形成六24个（即24个硅铝原子）。
2SiOd .AIO A弗沖ELIK 第二姑构屋秋□当A 型分子筛中的 Na +有 70%以上被Ca 2+交换，八元环的孔径增至为 0.5 nm ，称5A 分子筛。
当A 型分子筛中的Na+有70%以上被K +交换，八元环的孔径减小为 0.3 nm ,称3A 分子筛。
八面沸石与X 和Y 型分子筛八面沸石的名称来自于天然矿物。
人工合成的X 和Y 型分子筛的晶体结构与八面沸石的结构相同。
X 和Y 型分子筛的区别只是硅铝比不同， 通常SiO 2/Al 203摩尔比为2.2~3.0的叫作X 型分子筛；SiO 2/Al 2O 3摩尔比大于3.0的叫作Y 型分子筛。
X 和Y 型分子筛晶胞化学组成式名称几径5m}I3X N 说Q-Al^Ot '2.5SiQ -5.5H}O10X OSCdO 心叫也诙0爷.$也0O.R-0.9 Y0.9-1X 型分子筛的硅铝比( SiO 2/Al 2O 3) : 2.2~3.0 Y 型分子筛的硅铝比( SiO 2/Al 2O 3)大于3.0 X 和Y 型分子筛的晶体结构 X 和Y 型分子筛的结构单元与A 型分子筛相同，也是8个］笼，只是排列方式不同。
在和Y 型分子筛中，一：笼是按金刚石晶体式样排列的，金刚石结构中的每一个碳原子由一个 ［笼代替，相邻的［笼通过六元环以T-O-T 键联结。
一：笼按上述方式联结时围成了一个二十六面体笼，称为八面沸石笼或超笼，直径丝光沸石型分子筛结构特征丝光沸石没有笼，层状结构。
结构中有大量的成对的五元环， 每对五元环通过氧桥联结 在一起，丝光沸石的结构单元；这种结构单元进一步连接形成层；层中的十二元环是丝光沸石的主孔道，0.74 nm ，孔道是一维直通道。
主孔道之间还有八元环孔道。
ZSM 型分子筛ZSM (zeolites Sy nthesized by Mobil )这种分子筛有一个系列，广泛应用的为ZSM-5,与之结构相同的有 ZSM-8和ZSM-11等。
ZSM-5常称为高硅型分子筛， 其硅铝比可高达 50以上，ZSM-8可高达100。
这组分子筛还具有憎水的特性。
ZSM-5晶胞组成：Na n Al n • S b&n • O 192 <16H 2O ,式中n 是晶胞中铝的原于数，可以从 0〜27,典型为3左右。
属于高硅型分子筛还有全硅型的Silicalite-1，结构与ZSM-5 一样；Silicalite-2的结构与ZSM-11 一样。
ZSM 型分子筛结构特征1.8nm ，是八面沸石的主要孔笼。
ZSM型分子筛结构单元与丝光沸石相似，由成对的五元环组成，无笼状空腔，只有通道。
ZSM-5有两组交叉的通道，一种为直通道，窗口呈椭园形（短轴〜0.5 4nm,长轴〜0.7 nm ）, 另一种为之字形呈园形通道，其窗口孔径约为0.55 nm 。
磷酸铝分子筛I960年代发现Y型分子筛；1970年代发现ZSM-5型高硅分子筛；1980年代出现的非硅铝酸盐类型的磷酸铝分子筛被称为第三代分子筛）。
有大孔的AIPO-5 （0.7~0.8nm），中孔的AIPO-11 （0.6nm）,小孔的AIPO-34 （0.4nm）等。
AIPO-n的骨架是电中性的，没有离子交换能力。
MAPO-n系列及SAPO系列是含其它杂原子的分子筛，具有离子交换能力。
1988年首次合成了具有十八元环的VPI-5分子筛，孔径达1.3 nm,实现了超大孔分子筛的合成。
AIPO-5和VPI-5的骨架结构分子筛的孔道各种二级结构单元按照不同的排列方式拼搭，构成了不同的分子筛骨架结构。
二级结构单元在组合过程中，往往能围更大孔笼。
每个孔笼又通过多元环窗口与其它孔笼相通，在分子筛晶体内部形成了许多通道，称之为孔道。
分子筛孔道的维数、大小和形状孔道的维数：可以是一维的、二维的或三维的；例如，L型沸石和ZSM-23型沸石具有一维孔道；丝光沸石具有二维孔道；A型沸石、八面沸石、ZSM-5型沸石具有三维孔道，（在三维空间都能相通的）。
孔径大小：分子筛可分为小孔、中孔、大孔和超大孔，它们的窗口分别由8、10、12和大于12个TO4四面体联结而成。
孔道的形状：分子筛的孔道有直形孔道和笼装（呈葫芦状）孔道两种。
沸石分子筛的催化性能与调变沸石分子筛的性质特点分子筛具有明确的孔腔分布；极高的内表面积（可达600 m2/g）；多为结晶性物质，热稳定性好；催化反应在分子筛孔道内进行。
分子筛的离子交换特性分子筛结构中Si和Al的价数不一样，造成的电荷不平衡，由金属阳离子来平衡的。
合成分子筛时引入的平衡阳离子是钠离子，钠离子可以被其他金属阳离子交换下来。
离子交换的例子：NaY+NH4ci ^NHkY+NaCI加热脱氨即可变成HY分子筛NH4Y > HY+NH3 通过控制离子交换的程度，调节分子筛表面酸度离子交换中常用的几个概念离子交换度（又称交换度）：指交换下来的钠离子占分子筛中原有钠离子的百分数交换容量：定义为100g分子筛可以交换的阳离子摩尔数残钠量：指交换后在分子筛中尚存的钠含量离子交换特性的应用利用分子筛的离子交换特性制备高分散的负载型金属催化剂：将金属离子直接交换到分子筛上，再将交换上去的金属离子还原为金属。