简述块状沸石分子筛

【资料简介】

　　块状沸石分子筛沸石分子筛是一类具有规则微孔结构的硅铝酸盐晶体，其不仅具有一般无机膜材料的固有的物理化学特性，更为优异的是，其均一的规则的、具有特定的空间走向的结晶孔道系统以及可调变的骨架Si/Al比等特性赋予沸石分子筛膜拥有筛分、择形功能特性和可调变的膜的表面特性，使其成为实现分子水平上高效分离及膜催化反应一体化的优良多孔膜材料。
 

　　沸石分子筛膜中的传质机理主要是表面扩散和活性化扩散。表面扩散包括吸附和扩散过程，即首先分子从分离体相进入沸石分子孔表面，吸附在表面上和孔中，吸附在表面和孔中的分子在化学势的梯度下，从一个吸附点跃迁至空位或另一个吸附点，在膜的透过侧脱附扩散进入渗透相。活性化扩散是分子与膜材料表面的吸附作用弱，体相分子进入孔后，直接在孔中扩散的过程。因此，沸石分子筛膜分离选择性由于分子吸附和扩散的差异而导致不同，沸石膜材料的表面特性、孔道结构与分子的特性如大小与极性是决定了膜的分离性能。另一方面，支撑沸石膜的有效分离层由一多晶沸石层构成的，由于是多晶层，因此多晶层的厚度、连续性、多晶间隙、取向等微观结构是决定沸石膜的分离效果的根本因素。与其它膜材料同样，高性能沸石膜开发的关键任务在于依据分离体系的分子特性进行膜材料的设计和膜的微观结构的调控。
 

　　块状沸石分子筛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。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。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。
 

　　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。