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沸石分子篩是什么物質組成的(沸石分子篩的特點)

閱讀：1842 發布時間：2022-7-29

　　沸石分子篩是什么物質組成的

　　沸石分子篩是結晶鋁硅酸金屬鹽的水合物，其化學通式為：Mx/m[(AlO2)x·(Si O2)y]·zH2O。M代表陽離子，m表示其價態數，z表示水合數，x和y是整數。沸石分子篩活化后，水分子被除去，余下的原子形成籠形結構。分子篩晶體中有許多一定大小的空穴，空穴之間有許多同直徑的孔(也稱“窗口”)相連。由于分子篩能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內部，而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外，起到篩分分子的作用，故得名分子篩。沸石分子篩在自然界中即可存在，人工大量合成是從上世紀70年代開始。

　　沸石分子篩的特點

　　沸石分子篩是一種常見的硅鋁酸鹽晶體材料。(也包括純硅、磷鋁、硅磷鋁以及部分其他雜原子取代的類似結構的晶體材料。)同時具有規則的微孔骨架結構(孔道直徑一般小于2nm擇形效應，所以沸石分子篩具有較強的吸附特點)，較大的比表面積。(一般為200~900m2/g,良好的載體)，較好的水熱穩定性(結晶度高、耐熱處理、水蒸氣處理)，較強的Bronsted耐酸性(一般酸性近強酸，Lewis酸性位較少)等特性。因此該類材料不僅被廣泛的用于石油精煉和石油化工的多個過程中，也廣泛應用于催化、吸附和離子交換等領域中，并起著不可替代的作用。

　　到目前為止，國際分子篩協會(IZA,International Zeolite Association)總共報道了232種基本的沸石骨架類型，而其中用于工業生產的只有不到20種，例如(部分常用的沸石骨架結構及類型)：FAU(Y沸石)、MFI(ZSM-5)、BEA(beta沸石)、MOR(絲光沸石)、LTL(L沸石)、FER(鎂堿沸石)、MTW(ZSM-12沸石)等。

　　沸石分子篩在空氣污染治理中的應用

　　對NOx的去除

　　氮氧化物(NOx)是目前大氣污染物的主要組成，它能夠通過呼吸道進入人體，對健康造成嚴重的危害，也是酸雨形成的主要原因。近年來，選擇吸附法用于凈化空氣已經受到了廣泛關注，其中ZSM-5分子篩作為吸附劑吸附NOx的研究也越來越多。

　　VOCs的去除

　　揮發性有機污染物(VOCs)包括烴類、醇類、醛類、酸類、酮類和胺類等，這類有機污染物能夠通過呼吸道直接進入人體，對人體器官造成暫時性或長久性傷害。雖然ZSM-5分子篩在石油化工等領域已經有了廣泛應用，但在VOCs吸附領域研究尚不多。而ZSM-5分子篩作為一種新型的吸附材料，其孔徑與大部分VOCs的動力學直徑相當，因此可以有效地吸附廢氣中的VOCs，進而凈化空氣。

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