沸石分子筛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。
蜂窝型沸石分子筛吸附原理
(1)依靠自身*的空隙结构:沸石的孔径大小整齐均匀、内部空隙结构发达、比表面积大、吸附能力强。
(2)分子之间相互吸附的作用也叫“凡德瓦引力”。由于分子之间拥有相互吸引的作用力,当一个分子被沸石内孔捕捉到内孔容中后,会导致更多分子不断被吸入,直到沸石吸附饱和为止。
(3)物理吸附:主由于分子相互吸附的作用,沸石孔壁上的大量的分子可以产生强大的引力, 就像磁力一样,从而达到将介质中的杂质吸引到孔径中的目的。
(4)化学吸附:在其表面含有少量的化学结合、功能团形式的氧和氢,这些表面上含有地氧化物或络合物可以与被吸附的物质发生化学反应,从而与被吸附物质结合聚集到沸石的内部及表面。
应用优势
1)、吸附选择性强:分子筛的孔径大小整齐均匀,又是一种离子型吸附剂。因此它能根据分子的大小及极性的不同进行选择性吸附。可有效地从饱和碳氢化合物中把乙烯、丙烯除去,把乙炔从乙烯中除去,这一点是由它的强极性决定的;
2、吸附能力强:即使气体的组成浓度很低,仍然具的吸附能力;
3、受温度影响小:在较高的温度下仍有较大的吸附能力,而其他吸附剂却受温度的影响很大,因而在相同温度条件下,沸石分子筛的吸附容量大;
4、可高温再生:再生效率高,安全性高;
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