沸石分子篩晶體具有吸附性、可交換性等諸多優(yōu)良性能，所以被廣泛應(yīng)用于石油 化工工業(yè)、洗滌劑工業(yè)、精細(xì)化工等工業(yè)。
蜂窩沸石分子篩它具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征，表面為固體骨架，內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用。孔穴之間有孔道相互連接，分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的潔凈性質(zhì)，分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子。
沸石分子篩的吸附是一種物理變化過程。產(chǎn)生吸附的原因主要是分子引力作用在固體表面產(chǎn)生的一種“表面力”，當(dāng)流體流過時(shí)，流體中的一些分子由于做不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而碰撞到吸附劑表面，在表面產(chǎn)生分子濃聚，使流體中的這種分子數(shù)目減少，達(dá)到分離、清除的目的。由于吸附不發(fā)生化學(xué)變化，只要設(shè)法將濃聚在表面的分子趕跑，沸石分子篩就又具有吸附能力，這一過程是吸附的逆過程，叫解析或再生。由于沸石分子篩孔徑均勻，只有當(dāng)分子動(dòng)力學(xué)直徑小于沸石分子篩孔徑時(shí)才能很容易進(jìn)入晶穴內(nèi)部而被吸附，所以沸石分子篩對(duì)于氣體和液體分子就猶如篩子一樣，根據(jù)分子的大小來決定是否被吸附。由于沸石分子篩晶穴內(nèi)還有著較強(qiáng)的極性，能與含極性基團(tuán)的分子在沸石分子篩表面發(fā)生強(qiáng)的作用，或是通過誘導(dǎo)使可極化的分子極化從而產(chǎn)生強(qiáng)吸附。這種極性或易極化的分子易被極性沸石分子篩吸附的特性體現(xiàn)出沸石分子篩的又一種吸附選擇性。
蜂窩沸石分子篩的吸附原理介紹
(1)依靠自身的空隙結(jié)構(gòu)。
沸石的孔徑大小整齊均勻、內(nèi)部空隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)、比表面積大、吸附能力強(qiáng)，含有大量肉眼看不到的孔徑，1克沸石材料中的孔徑，將其展開后比表面積可高達(dá)500-1000m2，特殊用途的更高。
(2)分子之間相互吸附的作用
也叫“凡德瓦引力”。 雖然分子運(yùn)動(dòng)速度受溫度和材質(zhì)等原因的影響，但它在微環(huán)境下始終是不停運(yùn)動(dòng)的。由于分子之間擁有相互吸引的作用力，當(dāng)一個(gè)分子被沸石內(nèi)孔捕捉到內(nèi)孔容中后，會(huì)導(dǎo)致更多分子不斷被吸入，直到沸石吸附飽和為止。
(3)物理吸附
主要發(fā)生在沸石去除液相和氣相中雜質(zhì)的過程中，沸石的多孔結(jié)構(gòu)提供了大量的比表面積，從而使其非常容易達(dá)到吸收收集雜質(zhì)的目的，由于分子相互吸附的作用,沸石孔壁上的大量的分子可以產(chǎn)生強(qiáng)大的引力, 就像磁力一樣，從而達(dá)到將介質(zhì)中的雜質(zhì)吸引到孔徑中的目的。
(4)化學(xué)吸附
除了物理吸附之外,化學(xué)反應(yīng)也經(jīng)常發(fā)生在沸石的表面，在其表面含有少量的化學(xué)結(jié)合、功能團(tuán)形式的氧和氫,這些表面上含有地氧化物或絡(luò)合物可以與被吸附的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而與被吸附物質(zhì)結(jié)合聚集到沸石的內(nèi)部及表面。
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