分子篩基本特性: 分子篩對水或各種氣,液態(tài)化合物可逆吸附及脫附; 金屬陽離子易被交換; 分子篩內(nèi)部空腔和通道形成非常高的內(nèi)表面積。 1、根據(jù)分子大小和形狀的不同選擇吸附——分子篩效應:分子篩晶體具有蜂窩狀的結構,晶體內(nèi)的晶穴和孔道相互溝通,并且孔徑大小均勻,固定(分子篩空腔直徑一般在3—15埃之間),與通常分子的大小相當,只有那些直徑比較小的分子才能通過沸石孔道被分子篩吸附,而構型龐大的分子由于不能進入沸石孔道,則不被分子篩吸附。而硅膠,活性氧化鋁和活性碳沒有均勻的孔徑,孔徑分布范圍十分寬廣,所以沒有篩分性能。 2、根據(jù)分子極性,不飽和度和極化率的選擇吸附:分子篩對于極性分子和不飽和分子有很高的親和力;在非極性分子中,對于極化率在的分子有較高的選擇吸附優(yōu)勢。此外,沸點越低的分子,越不易被分子篩所吸附。
分子篩是一類結晶的硅鋁酸鹽,由于它具有均一的孔徑和的比表面積,所以具有許多的特點。 1、按分子的大小和形狀不同的選擇吸附作用,即只吸附那些小于分子篩孔徑的分子; 2、對于小的極性分子和不飽和分子,具有選擇吸附性能,極性越大,不飽和度越高,其選擇吸附性越強; 3、具有強烈的吸水性。哪怕在較高的溫度、較大的空速和含水量較低的情況下,仍有相當高的吸水容量。
4A分子篩是一種堿金屬硅鋁酸鹽,能吸附水、NH3、H2S、二氧化硫、二氧化碳、C2H5OH、C2H6、C2H4等臨界直徑不大于4A的分子。廣泛應用于氣體、液體的干燥,也可用于某些氣體或液體的精制和提純,如氬氣的制取。
4A分子篩作為洗滌劑助劑的作用主要是交換水中的鈣離子產(chǎn)生軟化水,去除污垢和防止污垢再沉積。4A分子篩是目前代磷助洗劑中應用多和應用成熟的產(chǎn)品。4A分子篩替代三聚磷酸鈉作洗滌助劑對解決環(huán)境污染有著重大作用。4A分子篩還可用作香皂的成型劑、牙膏的摩擦劑等。
4A分子篩可以去除污水中的NH3-N及Pb2+、Cu2+、Zn2+、、Cd2+等。工農(nóng)業(yè)、民用及水產(chǎn)畜牧業(yè)排出的污水中含有氨態(tài)氮,不僅危害魚類等的生存、污染內(nèi)養(yǎng)殖環(huán)境,而且促進藻類生長,導致江河湖泊的阻塞。由于4A分子篩對NH4+的高選擇交換性,已成功應用于該領域。來源于金屬礦山、冶煉廠、金屬表面處理和化學工業(yè)等部門排放的污水,其中所含重金屬離子對人體危害。用4A分子篩處理這些污水除了能水質(zhì)合格外,還能回收重金屬。
通常所說的離子交換是指沸石分子篩骨架外的補償陽離子的交換。沸石分子篩骨架外的補償離子一般是質(zhì)子和堿金屬或堿土金屬,它們很容易在金屬鹽的水溶液中被離子交換成各種價態(tài)的金屬離子型沸石分子篩。
離子在一定的條件下,如水溶液或受較高溫度時比較容易遷移。在水溶液中,由于沸石分子篩對離子選擇性的不同,則可表現(xiàn)出不同的離子交換性質(zhì)。金屬陽離子與沸石分子篩的水熱離子交換反應是自由擴散過程。擴散速度制約著交換反應速度。
沸石分子篩經(jīng)離子交換后,陽離子的數(shù)目、大小和位置發(fā)生改變,如陽離子交換陽離子后使沸石分子篩中的陽離子數(shù)目減少,往往造成位置空缺使其孔徑變大;而半徑較大的離子交換半徑較小的離子后,則易使其孔穴受到一定的阻塞,使有效孔徑有所減小
(1)脫水。利用低硅鋁比的沸石分子篩(如 A型,X型等)的極性親水性,可以進行空氣的干燥。另外近年來將摻入汽油中替代部分汽油受到廣泛重視,作為燃料的要求其中的水含量低于 0.8%,而由于和水的共沸,使得通過精餾只能得到 95%的,對于含水量較低的脫水,沸石分子篩吸附脫水是優(yōu)的選擇。