分子篩特性介紹

分子篩是一類結晶的硅鋁酸鹽，由于它具有均一的孔徑和極高的比表面積，所以具有許多優(yōu)異的特點。

(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。

一、分子篩基本特性
a)分子篩對水或各種氣，液態(tài)化合物可逆吸附及脫附；
b)金屬陽離子易被交換；
c)分子篩內部空腔和通道形成非常高的內表面積。其內表面可高于分子篩顆粒的外表面積的10000-100000倍；

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。

二、分子篩的高效吸附特性
分子篩對于H2O、NH3、H2S、CO2等高分子極性具有很高的親和力，特別是對于水，在低分壓（甚至在133帕以下）或低濃度，高溫（甚至在100℃以上）等十分苛刻的條件下仍有很高的吸附容量。

1、低分壓或低濃度下的吸附
在相對濕度30%時分子篩的吸水量比硅膠,活性氧化鋁都高。隨著相對濕度的降低，分子篩的優(yōu)越性越發(fā)顯著，而硅膠，活性氧化鋁隨著濕度的增加，吸附量不斷增加，在相對濕度很低時，它們的吸附量很少。

2、高溫吸附
分子篩是高溫吸附劑。在100 ℃和1.3 %相對濕度時分子篩可吸附15%重量的水分,比相同條件下活性氧化鋁的吸水量大10倍;而比硅膠大20倍以上。所以在較高的溫度下，分子篩仍能吸附相當數(shù)量的水分，而活性氧化鋁，特別是硅膠，大大喪失了吸附能力。

3、高速吸附
分子篩對像水等極性分子在分壓或濃度很低時的吸附速率要遠遠超過硅膠，活性氧化鋁。雖然在相對濕度很高時，硅膠的平衡吸水量要高于分子篩，但隨著吸附質的線速度的提高，硅膠的吸水率越來越不如分子篩效率高。

三、分子篩的離子交換性
分子篩的一個重要性能是可以進行可逆的離子交換。通過這種交換，改進了分子篩的吸附和催化性能，從而獲得了廣泛的應用（如可用于軟化水和廢水處理）。

四、分子篩的催化性能
分子篩晶體具有均勻的孔結構，孔徑的大小與通常分子相當；它們具有很大的表面積。而且表面極性很高；平衡骨架負電荷的陽離子，可進行離子交換；一些具有催化活性的金屬也可以交換導入晶體，然后以極高的分散度還原為元素狀態(tài)；同時分子篩骨架結構的穩(wěn)定性很高。這些結構性質，使分子篩不僅成為優(yōu)良的吸附劑，而且成為有效的催化劑和催化劑載體。