分子筛一种人工合成的具有筛选分子作用的水合硅铝酸盐(泡沸石)或天然沸石。其化学通式为(M′2M)O·Al2O3·xSiO2·yH2O,M′、M分别为一价、二价阳离子如K+、Na+和Ca22+、Ba22+等。它在结构上有许多孔径均匀的孔道和排列整齐的孔穴,不同孔径的分子筛把不同大小和形状分子分开。根据SiO2和Al2O3的分子比不同,得到不同孔径的分子筛。其型号有:3A(钾A型)、4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型等。
分子筛的吸附能力高、选择性强、耐高温。广泛用于有机化工和石油化工,也是煤气脱水的优良吸附剂。分子筛骨架的最基本结构是SiO4和AlO4四面体,通过共有的氧原子结合而形成三维网状结构的结晶。这种结合形式,构成了具有分子级、孔径均匀的空洞及孔道。由于结构不同,形式不同,“笼”形的空间孔洞分为α、β、γ、六方柱、八面沸石等 “笼”的结构。 分子筛作用: 吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
筛分功能:分子筛的孔径分布非常均一,只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。 通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子,所以被形象地称为“分子筛”。分子筛吸湿能力极强,用于气体的纯化处理,保存时应避免直接暴露在空气中。存放时间较长并已经吸湿的分子筛使用前应进行再生。分子筛忌油和液态水。使用时应尽量避免与油及液态水接触。工业生产中干燥处理的气体有,空气,氢气,氧气,氮气,氩气等
分子筛的储存注意事项,分子筛极易吸湿。在储存期间不应直接暴露在空气中,应放在干燥的地方。长期储存并具有吸湿性的分子筛应在使用前再生。分子筛避免油和液态水。油会阻塞分子筛的孔隙,特别是在再生过程中,可能使油碳化并导致孔堵塞。应在分子筛塔之前分离油和气,油和水。由于分子筛在吸附水分时释放热量,因此液态水直接接触分子筛并释放出大量的热量,可能会发生危险或分子筛的性能被破坏。当切换带压力操作的分子筛时,应缓慢降低塔的内部压力。例如,减压速度太快,这可能导致分子筛颗粒破碎和粉化。再生温度越高,再生越安全,但再生的能量消耗越大,影响分子筛的寿命。因此,再生温度优选在200至350℃之间。再生温度一般不超过600℃,否则分子筛可能失去活性。