分子篩是一類具有均勻微孔,主要由硅、鋁、氧及其它一些金屬陽離子構(gòu)成的吸附劑或薄膜類物質(zhì),其孔徑與一般分子大小相當,據(jù)其有效孔徑來篩分各種流體分子。沸石分子篩是指那些具有分子篩作用的天然及人工合成的晶態(tài)硅鋁酸鹽。沸石分子篩由于其特有的結(jié)構(gòu)和性能,已成為一門立的學科,沸石分子篩的應(yīng)用已遍及石油化工、環(huán)保、生物工程、食品工業(yè)、醫(yī)藥化工等領(lǐng)域。隨著國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展,沸石分子篩的應(yīng)用前景日益廣闊。
沸石分子篩膜中的傳質(zhì)機理主要是表面擴散和活性化擴散。表面擴散包括吸附和擴散過程,即分子從分離體相進入沸石分子孔表面,吸附在表面上和孔中,吸附在表面和孔中的分子在化學勢的梯度下,從一個吸附點躍遷至空位或另一個吸附點,在膜的透過側(cè)脫附擴散進入滲透相?;钚曰瘮U散是分子與膜材料表面的吸附作用弱,體相分子進入孔后,直接在孔中擴散的過程。因此,沸石分子篩膜分離選擇性由于分子吸附和擴散的差異而導致不同,沸石膜材料的表面特性、孔道結(jié)構(gòu)與分子的特性如大小與極性是 決 定 了 膜 的 分 離 性 能。另 一 方面,支撐沸石膜的有效分離層由一多晶沸石層構(gòu)成的,由于是多晶層,因此多晶層的厚度、連續(xù)性、多晶間隙、取向等微觀結(jié)構(gòu)是決定沸石膜的分離效果的根本因素。與其它膜材料同樣,沸石膜開發(fā)的關(guān)鍵任務(wù)在于依據(jù)分離體系的分子特性進行膜材料的設(shè)計和膜的微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控。
利用分子篩的吸附性能及陽離子交換性能,可以改良土壤性能,降低土壤 pH, 提高農(nóng)作物需要的微量元素的供應(yīng),交換農(nóng)作物所需要的 K、Na、Mg、Ca等離 子,起到間接肥的作用。同時,分子篩可以吸附雙氫胺等物質(zhì)配成肥料緩釋劑,不僅大幅度提高了氮肥實際利用率,延長氮肥有效期,還可以改善農(nóng)作物營養(yǎng)狀況,提高 農(nóng)作物生長活力和抵御病毒能力,終達到農(nóng)作物增產(chǎn)增收的目的。