分子篩介紹
分子篩是一種具有立方晶格的硅鋁酸鹽化合物。分子篩具有均勻的微孔結(jié)構(gòu),它的孔穴直徑大小均勻,這些孔穴能把比其直徑小的分子吸附到孔腔的內(nèi)部,并對(duì)極性分子和不飽和分子具有優(yōu)先吸附能力,因而能把極性程度不同,飽和程度不同,分子大小不同及沸點(diǎn)不同的分子分離開來,即具有“篩分”分子的作用,故稱分子篩,由于分子篩具有吸附能力高,熱穩(wěn)定性強(qiáng)等其它吸附劑所沒有的優(yōu)點(diǎn)。
分子篩有天然沸石和合成沸石兩種。天然沸石大部分由火山凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)沉積巖在海相或湖相環(huán)境中發(fā)生反應(yīng)而形成。已發(fā)現(xiàn)有1000多種沸石礦,較為重要的有35種,常見的有斜發(fā)沸石、絲光沸石、毛沸石和菱沸石等。主要分布于美、日、法等國(guó),中國(guó)也發(fā)現(xiàn)有大量絲光沸石和斜發(fā)沸石礦床,日本是天然沸石開采量的國(guó)家。因天然沸石受資源限制,從20世紀(jì)50年代開始,大量采用合成沸石。
分子篩分類
X型:硅鋁酸鹽的晶體結(jié)構(gòu)不同(硅鋁比大小不同樣),形成孔徑為9―10A的分子篩晶體,稱為13X(又稱鈉X型)分子篩;用Ca2+交換13X分子篩中的Na+,形成孔徑為9A的分子篩晶體,稱為10X(又稱鈣X型)分子篩。
Y型:Y型分子篩具備X型分子篩烴似的晶體構(gòu)造,但化學(xué)組成不同(硅鋁比擬大)通常用于催化范疇。
中空玻璃專用分子篩系列:分子篩可以同時(shí)吸附中空玻璃中的水分和殘留有機(jī)物,使中空玻璃即使在很低溫度下仍然保持光潔透明,充分降低中空玻璃因?yàn)榧竟?jié)和晝夜溫差變化所承受的強(qiáng)大內(nèi)外壓力差,徹底解決普通中空玻璃干燥劑易使普通中空玻璃膨脹或收縮導(dǎo)致的扭曲破碎問題,充分延長(zhǎng)中空玻璃的使用壽命。
分子模擬技術(shù)不僅可以預(yù)測(cè)一種模擬結(jié)構(gòu)的特征衍射圖,還可以從衍射圖外推回來預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)。由于大部分新合成的沸石為粉狀,其結(jié)構(gòu)的解析用傳統(tǒng)的單晶 X射線技術(shù)難以實(shí)現(xiàn),需要由粉末 X射線或粉末中子衍射技術(shù)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析。在由粉末衍射數(shù)據(jù)確定晶體結(jié)構(gòu)過程中,計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)起著非常關(guān)鍵的作用。
Marco Falcioni等[16]運(yùn)用平行調(diào)整法( parallel tempering)與 Monte Carlo方法相結(jié)合,對(duì)從 X射線數(shù)據(jù)得到的沸石結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行精修以產(chǎn)生精確的模型,并用該方法建模得到大部分典型分子篩的精確結(jié)構(gòu),驗(yàn)證了這種從 X射線衍射數(shù)據(jù)得到分子篩結(jié)構(gòu)模型方法的準(zhǔn)確性,同時(shí)提出有望將該法用于解析新型未知分子篩的結(jié)構(gòu)。
.速溶硅酸鈉主要用作合成洗滌劑中的助洗劑;適用于制取低磷和無磷洗衣粉,取代三聚磷酸鈉,特別適合附聚成型濃縮洗衣粉的生產(chǎn);還適用于制作各種不同用途的工業(yè)洗滌劑和其他家用洗滌劑。
2.用作粉煤灰水泥的活化劑,提高粉煤灰的活性,從而提高粉煤灰混合材水泥的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度;或提高粉煤灰在水泥中的摻量,從而提高水泥產(chǎn)量和降低水泥生產(chǎn)成本。粉狀速溶硅酸鈉亦可用作普通水泥的快干劑和增強(qiáng)劑。
3.用作硅基鉆井液的鉆屑聚沉劑和泥頁巖防膨劑、膨潤(rùn)土漿膠凝堵漏劑和膠質(zhì)水泥堵漏劑、油氣井沉淀型化學(xué)堵水劑、油氣井漲膠型堵水劑。
4.還可用作窯爐噴補(bǔ)料、澆注料、耐酸膠泥等不定型耐火材料的粘結(jié)劑;鑄造工業(yè)、陶瓷工業(yè)、涂料工業(yè)和保溫材料的合劑;采油工業(yè)中的增稠劑。