按催化性質,分子篩催化劑可以分為以下幾點:
1、酸催化劑,利用分子篩的表面酸性進行催化反應;
2、雙功能催化劑,分子篩可以負載鉑、鈀類的金屬,得到兼有金屬催化功能和酸催化功能的雙功能分子篩催化劑;
3、擇形催化劑,由于分子篩的催化作用一般發(fā)生在晶體內空間,分子篩的孔徑大小和孔道結構對催化活性和選擇性有很大的影響。分子篩具有規(guī)整而均勻的晶內孔道,而且孔徑大小接近于分子尺寸,使分子篩的催化性能隨反應物分子、產物分子或反應中間物的幾何尺寸的變化而顯著變化。
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。
分子篩的吸附特性:
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:分子篩是可用的高溫吸附劑。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。
分子篩是一類結晶的硅鋁酸鹽,由于它具有均一的孔徑和的比表面積,所以具有許多的特點。
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。
4A分子篩化學式:Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O
硅鋁比:SiO2/Al2O3≈2
有效孔徑:約4
4A分子篩可以去除污水中的NH3-N及Pb2+、Cu2+、Zn2+、、Cd2+等。工農業(yè)、民用及水產畜牧業(yè)排出的污水中含有氨態(tài)氮,不僅危害魚類等的生存、污染內養(yǎng)殖環(huán)境,而且促進藻類生長,導致江河湖泊的阻塞。由于4A分子篩對NH4+的高選擇交換性,已成功應用于該領域。來源于金屬礦山、冶煉廠、金屬表面處理和化學工業(yè)等部門排放的污水,其中所含重金屬離子對人體危害。用4A分子篩處理這些污水除了能水質合格外,還能回收重金屬。