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(lái),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(méi)有的優(yōu)點(diǎn),使得分子篩獲得廣泛的應(yīng)用。
在生物大分子領(lǐng)域,常見的有bio-rad SEC分子篩預(yù)裝柱。
美國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn),通過(guò)調(diào)整溫度,能夠地控制一種鈦硅酸鹽材料中的孔洞大小,制造出精密的新型分子篩。 一些晶體材料內(nèi)部有著大量均勻的微孔,尺寸比孔洞小的分子能夠穿過(guò),而大分子不能穿過(guò),因此可以起到分離不同分子的作用,這類材料被稱為分子篩。
離子交換法 通常在水溶液中將Na-分子篩轉(zhuǎn)變?yōu)楹兴桕?yáng)離子的分子篩,通式如下:
式中 Z-表示陰離子骨架,Me+表示需交換的陽(yáng)離子,例如NH嬃、Ca2+、Mg2+、Zn2+等,原料通常為?中空玻璃分子篩氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽。溶液中不同性質(zhì)的陽(yáng)離子交換到分子篩上的難易程度不同,稱為分子篩對(duì)陽(yáng)離子的選擇順序,例如:13X型分子篩的選擇順序?yàn)锳g+、Cu2+、H+、Ba2+、Au3+、Th4+、Sr2+、Hg2+、Cd2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+、Co2+、NH嬃、K+、Au2+、Na+、Mg2+、Li+。常用下列參數(shù)表示交換結(jié)果:交換度,即交換下來(lái)的Na+量占分子篩中原有Na+量的百分?jǐn)?shù);交換容量,為每100克分子篩中交換的陽(yáng)離子毫克當(dāng)量數(shù);交換效率,表示溶液中陽(yáng)離子交換到分子篩上的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。為了制取合適的分子篩催化劑,有時(shí)尚需將交換所得產(chǎn)物與其他組分調(diào)配,這些組分可能是其他催化活性組分、助催化劑、稀釋劑或粘合劑等,調(diào)配好的物料經(jīng)成型即可進(jìn)行催化劑的活化。
分子篩是一種具有規(guī)則、有序、均勻孔道結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)非金屬材料。其晶體結(jié)構(gòu)中有規(guī)整而均勻的孔道,孔徑大小為分子數(shù)量級(jí),允許直徑比孔徑小的分子進(jìn)入,因此能將混合物中的分子按照直徑大小加以篩分,故稱分子篩,具有吸附、催化、離子交換三大功能。由于分子篩具有吸附能力高、熱穩(wěn)定性好等特點(diǎn),使得分子篩得到廣泛應(yīng)用。
長(zhǎng)期以來(lái),國(guó)際分子篩廠商憑借在分子篩研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)以及資金優(yōu)勢(shì),通過(guò)兼并重組,逐漸形成了對(duì)分子篩行業(yè)的寡頭壟斷,主導(dǎo)著全球分子篩的市場(chǎng),攫取高額利潤(rùn)。
在工業(yè)制氧和干燥領(lǐng)域:近年來(lái),分子篩吸附劑行業(yè)在工業(yè)制氧和干燥領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展主要在水熱合成的主流技術(shù)路線基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化,不斷推出更節(jié)能、生產(chǎn)成本更低的產(chǎn)品來(lái)保持市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
在制氫方面:近年來(lái),制氫分子篩除用于氫氣提純外,還在尾氣回收上得到應(yīng)用,幫助設(shè)備使用單位實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)。在發(fā)行人的JLPH5分子篩應(yīng)用于中國(guó)石化青島石油化工有限公司7萬(wàn)噸/年聚丙烯裝置前,該裝置產(chǎn)生的聚丙烯尾氣直接燃燒排放,造成了每年數(shù)百噸丙烯的浪費(fèi),且污染了大氣環(huán)境。