分子筛基础知识课件

分子筛简介分子筛简介分子筛的历史

沸石（zeolite） 科学家早在1756年就发现了天然沸石分子筛的历史 沸石（zeolite）天然沸石

的形态天然沸石

的形态分子筛的发展 19世纪末，模拟天然沸石的生长环境，在高温高压下合成人工沸石

20世纪40年代，大规模低温水热合成沸石兴起

1954年末，A型、X型分子筛工业化生产

1959年，我国科学家也成功合成分子筛的发展 19世纪末，模拟天然沸石的生长环境，在高温高压分子筛的由来

一般我们所说的分子筛，都是指人工合成的沸石，也就是沸石分子筛。 分子筛利用其自身均一的，和分子直径大小相当的微孔孔径，来“筛分”不同尺寸的分子。因此，被形象的称为分子筛。

分子筛的由来 一般我们所说的分子筛，都是指人工合成的沸石，也分子筛的形态分子筛的形态分子筛的数据10g分子筛的表面积就超过一个足球场＞分子筛的数据10g分子筛的表面积就超过一个足球场＞分子筛数据分子筛数据分子筛简介结构组成分析测定物化特征分子筛简介结构组成分析测定物化特征分子筛结构组成基本结构组成：

阴离子骨架——晶穴、孔道

金属阳离子——“看门人”，晶孔分子筛结构组成基本结构组成：阴离子骨架结构一级结构单元：硅（铝）氧骨架结构阴离子骨架结构一级结构单元：阴离子骨架结构二级结构单元：多元环……每个端点代表一个硅（铝）原子每条边代表一个氧桥=阴离子骨架结构二级结构单元：……每个端点代表一个硅（铝）原子阴离子骨架结构特征结构晶体的形成：阴离子骨架结构特征结构晶体的形成：典型骨架结构的形成1. A型分子筛β笼典型骨架结构的形成1. A型分子筛β笼典型骨架结构的形成2. X型分子筛β笼典型骨架结构的形成2. X型分子筛β笼典型骨架结构特征结构晶体：A型分子筛晶体结构X（Y）型分子筛晶体结构典型骨架结构特征结构晶体：A型分子筛晶体结构X（Y）型分子筛阴离子骨架结构1.晶穴有效体积最大的晶穴，就是主晶穴

晶穴的体积决定着可容纳的分子数目α笼阴离子骨架结构1.晶穴α笼阴离子骨架结构2.(主)晶孔

(主)晶穴与(主)晶穴间相通的部位

主晶孔的孔径决定着各种分子能否进入内部α笼八元环D阴离子骨架结构2.(主)晶孔α笼八元环D金属阳离子

由于铝氧四面体带一单位负电荷，需要阳离子来平衡整个晶体结构 它们在分子筛骨架结构中的位置，对分子筛的性质影响巨大金属阳离子 由于铝氧四面体带一单位负电荷，需要阳离子来平衡整金属阳离子对分子筛的改性A型分子筛：3A、4A、5A1）Ca交换Na，Ca优先占据六元环，Na优先从八元环位置被交换，当有4个Na被交换时，必有一个八元环位置会空出，当70%以上Na被交换时，即α笼中有8个Na被交换时，占据八元环位置的Na就被全部交换，八元环就全部空出。主晶孔的孔径就放大到5Å。2）K交换Na，K优先占据八元环的位置，由于K离子半径1.33Å大于Na离子的半径0.95Å，孔径缩小至3Å。Na＋Ca2＋金属阳离子对分子筛的改性A型分子筛：1）Ca交换Na，Ca优分子直径（Å）CO22.8NaA44A型5A型CaA5异丁烷5.6正丁烷4.9分子直径CO22.8NaA44A型5A型CaA5异丁烷5.6钠源铝源铝酸钠硅源分子筛生产流程图硅铝酸盐原粉滚球、挤条半成品中间产品初步干燥检验活化成品钠源铝源铝酸钠硅源分子筛生产流程图硅铝酸盐原粉滚球、挤条半成分子筛的物化特性

1.物理性质

2.吸附性质分子筛的物化特性 分子筛的物理性质1. 孔径： 具有大量均匀的微孔，孔径与一般物质的分子数量级相当，孔径分布相对均一。2.孔容： 具有中空的骨架结构，晶穴体积约占总体积的40%~50%3. 比表面： 单位质量固体所占有的表面积，m2/g分子筛的物理性质1. 孔径：分子筛基础知识课件分子筛基础知识课件分子筛的吸附性质 1.吸水性

2.吸附应用分子筛的吸附性质分子筛的吸水性1. 吸水量2. 低分压下的吸水性

湿度30%以下，相比硅胶、氧化铝优势明显3. 高温下的吸水性

室温以上，吸水量下降慢，高温下仍有吸水能力4. 高速气流中的吸水性

随着气体线速度的增加，吸水量的衰减很慢5. 干燥效率

吸水处理后气体的露点分子筛的吸水性1. 吸水量吸水量吸水量低分压下的吸水性低分压下的吸水性高温下的吸水性进口空气相对湿度(%)温度上升(℃)1050206830865012270144高温下的吸水性进口空气相对湿度(%)温度上升(℃)10502高速气流中的吸水性高速气流中的吸水性分子筛的分析测定(略)外形、物相的测定化学组成测定吸附性能测定分子筛的分析测定(略)我司分子筛的分析测定原粉，活化粉：

PH值测定，交换度测定，升温热测定成品分子筛：粒度测定静态水吸附量测定堆积密度测定静态CO2吸附量测定抗压强度测定(干、湿)含水量测定粉尘含量测定(干、湿)升温热测定(水、甲醇)磨耗率测定(干、湿)交换度测定特定介质吸附量测定我司分子筛的分析测定原粉，活化粉：粒度测定静态水吸附量测定堆谢谢！谢谢！外形、物相的测定1. 电子显微技术 光学显微镜，电子显微镜扫描电镜(SEM)

透射电镜(TEM)2. X射线衍射(XRD)

晶胞尺寸，晶体结构，物相组成的定性和定量分析3. 核磁共振4. 红外光谱外形、物相的测定1. 电子显微技术A型分子筛扫描电镜照片A型分子筛扫描电镜照片A型分子筛透射电镜照片X型分子筛透射电镜照片A型分子筛透射电镜照片X型分子筛透射电镜照片化学组成测定1. 水分的测定（含水量）

灼烧失重法，575℃

卡尔费休法2. 氧化硅的测定（硅铝比）3. 氧化铝的测定（硅铝比）4. 氧化钠的测定（交换度）

火焰光度法（氧化钾、氧化钙亦可）化学组成测定1. 水分的测定（含水量）吸附性能测定1. 吸附量的测定2. 孔径(分布)的测定比表面、孔容的测定吸附等温线，穿透曲线吸附性能测定1. 吸附量的测定吸附量的测定1）静态吸附法

A.真空重量法

B.真空容量法→静态体积法

C.折射法2）动态吸附法

A.常压流动吸附法3）反推法吸附量的测定1）静态吸附法分子筛的吸附曲线压力吸附量脱附压力吸附压力吸附温度脱附温度吸附等温线，0℃脱附等温线，250℃变压PSA变温TSA分子筛的吸附曲线压力吸附量脱附压力吸附压力吸附温度脱附温度吸分子筛的穿透曲线分子筛的穿透曲线分子筛简介分子筛简介分子筛的历史

沸石（zeolite） 科学家早在1756年就发现了天然沸石分子筛的历史 沸石（zeolite）天然沸石

的形态天然沸石

的形态分子筛的发展 19世纪末，模拟天然沸石的生长环境，在高温高压下合成人工沸石

20世纪40年代，大规模低温水热合成沸石兴起

1954年末，A型、X型分子筛工业化生产

1959年，我国科学家也成功合成分子筛的发展 19世纪末，模拟天然沸石的生长环境，在高温高压分子筛的由来

一般我们所说的分子筛，都是指人工合成的沸石，也就是沸石分子筛。 分子筛利用其自身均一的，和分子直径大小相当的微孔孔径，来“筛分”不同尺寸的分子。因此，被形象的称为分子筛。

分子筛的由来 一般我们所说的分子筛，都是指人工合成的沸石，也分子筛的形态分子筛的形态分子筛的数据10g分子筛的表面积就超过一个足球场＞分子筛的数据10g分子筛的表面积就超过一个足球场＞分子筛数据分子筛数据分子筛简介结构组成分析测定物化特征分子筛简介结构组成分析测定物化特征分子筛结构组成基本结构组成：

阴离子骨架——晶穴、孔道

金属阳离子——“看门人”，晶孔分子筛结构组成基本结构组成：阴离子骨架结构一级结构单元：硅（铝）氧骨架结构阴离子骨架结构一级结构单元：阴离子骨架结构二级结构单元：多元环……每个端点代表一个硅（铝）原子每条边代表一个氧桥=阴离子骨架结构二级结构单元：……每个端点代表一个硅（铝）原子阴离子骨架结构特征结构晶体的形成：阴离子骨架结构特征结构晶体的形成：典型骨架结构的形成1. A型分子筛β笼典型骨架结构的形成1. A型分子筛β笼典型骨架结构的形成2. X型分子筛β笼典型骨架结构的形成2. X型分子筛β笼典型骨架结构特征结构晶体：A型分子筛晶体结构X（Y）型分子筛晶体结构典型骨架结构特征结构晶体：A型分子筛晶体结构X（Y）型分子筛阴离子骨架结构1.晶穴有效体积最大的晶穴，就是主晶穴

晶穴的体积决定着可容纳的分子数目α笼阴离子骨架结构1.晶穴α笼阴离子骨架结构2.(主)晶孔

(主)晶穴与(主)晶穴间相通的部位

主晶孔的孔径决定着各种分子能否进入内部α笼八元环D阴离子骨架结构2.(主)晶孔α笼八元环D金属阳离子

由于铝氧四面体带一单位负电荷，需要阳离子来平衡整个晶体结构 它们在分子筛骨架结构中的位置，对分子筛的性质影响巨大金属阳离子 由于铝氧四面体带一单位负电荷，需要阳离子来平衡整金属阳离子对分子筛的改性A型分子筛：3A、4A、5A1）Ca交换Na，Ca优先占据六元环，Na优先从八元环位置被交换，当有4个Na被交换时，必有一个八元环位置会空出，当70%以上Na被交换时，即α笼中有8个Na被交换时，占据八元环位置的Na就被全部交换，八元环就全部空出。主晶孔的孔径就放大到5Å。2）K交换Na，K优先占据八元环的位置，由于K离子半径1.33Å大于Na离子的半径0.95Å，孔径缩小至3Å。Na＋Ca2＋金属阳离子对分子筛的改性A型分子筛：1）Ca交换Na，Ca优分子直径（Å）CO22.8NaA44A型5A型CaA5异丁烷5.6正丁烷4.9分子直径CO22.8NaA44A型5A型CaA5异丁烷5.6钠源铝源铝酸钠硅源分子筛生产流程图硅铝酸盐原粉滚球、挤条半成品中间产品初步干燥检验活化成品钠源铝源铝酸钠硅源分子筛生产流程图硅铝酸盐原粉滚球、挤条半成分子筛的物化特性

1.物理性质

2.吸附性质分子筛的物化特性 分子筛的物理性质1. 孔径： 具有大量均匀的微孔，孔径与一般物质的分子数量级相当，孔径分布相对均一。2.孔容： 具有中空的骨架结构，晶穴体积约占总体积的40%~50%3. 比表面： 单位质量固体所占有的表面积，m2/g分子筛的物理性质1. 孔径：分子筛基础知识课件分子筛基础知识课件分子筛的吸附性质 1.吸水性

2.吸附应用分子筛的吸附性质分子筛的吸水性1. 吸水量2. 低分压下的吸水性

湿度30%以下，相比硅胶、氧化铝优势明显3. 高温下的吸水性

室温以上，吸水量下降慢，高温下仍有吸水能力4. 高速气流中的吸水性

随着气体线速度的增加，吸水量的衰减很慢5. 干燥效率

吸水处理后气体的露点分子筛的吸水性1. 吸水量吸水量吸水量低分压下的吸水性低分压下的吸水性高温下的吸水性进口空气相对湿度(%)温度上升(℃)1050206830865012270144高温下的吸水性进口空气相对湿度(%)温度上升(℃)10502高速气流中的吸水性高速气流中的吸水性分子筛的分析测定(略)外形、物相的测定化学组成测定吸附性能测定分子筛的分析测定(略)我司分子筛的分析测定原粉，活化粉：

PH值测定，交换度测定，升温热测定成品分子筛：粒度测定静态水吸附量测定堆积密度测定静态CO2吸附量测定抗压强度测定(干、湿)含水量测定粉尘含量测定(干、湿)升温热测定(水、甲醇)磨耗率测定(干、湿)交换度测定特定介质吸附量测定我司分子筛的分析测定原粉，活化粉：粒度测定静态水吸附量测定堆谢谢！谢谢！外形、物相的测定1. 电子显微技术 光学显微镜，电子显微镜扫描电镜