（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/三水）沸石分子篩具有高的比表面積、陽離子交換性能、吸附性能、較強(qiáng)的酸性以及極高的熱和水熱穩(wěn)定性等特點,因此,沸石分子篩在分離、環(huán)境工程、石油化工、精細(xì)化工和催化等領(lǐng)域具有極為廣泛的應(yīng)用，給我們帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會效益。沸石分子篩主要用途可分為下面三個方面：
1、吸附材料
主要于精細(xì)化工與環(huán)境工程等領(lǐng)域的分離、純化、干燥。沸石分子篩由于孔徑分布均一且孔道開放而具有了篩分分子的能力，尤其是沸石分子篩膜合成技術(shù)的日趨完善將其在氣體吸附與分離方面的應(yīng)用推向了高潮。沸石分子篩骨架結(jié)構(gòu)多樣，每種結(jié)構(gòu)沸石的孔徑都不完全相同，不同分子篩利用孔徑的區(qū)別，可以選擇性的吸附分離不同大小和不同極性的分子，飽和后的吸附劑又可以通過脫附循環(huán)使用。
王國慶等對5A,ZSM-5,10X,13X型沸石分子篩吸附甲醛的性能進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)10X沸石對甲醛的吸附量較高,穿透時間延長。用低溫氮氣(77.4K)吸附法測定了各樣品吸附等溫線,用密度函數(shù)理論計算出各樣品的孔徑分布。推知沸石的孔徑和沸石骨架中的陽離子對提高甲醛的吸附性能起了主要作用。分析了濃度對吸附效果的影響和10X分子篩活化后重復(fù)使用的情況。結(jié)果表明10X沸石對4mg/m3的低濃度甲醛氣體在較長時間內(nèi)去除效率在90%以上;重新活化后,仍有良好的吸附能力,可以重復(fù)使用。
萬東錦等考察了3種不同硅鋁比的ZSM-5沸石分子篩(25H、38H和50H,25、38和50為硅鋁比)對水中Cu2+的吸附過程及其影響因素。結(jié)果表明,3種材料均能有效吸附去除水中Cu2+離子,動力學(xué)符合假二階動力學(xué)模型,吸附等溫線符合Langmuir吸附等溫式。3種材料吸附速率及吸附容量順序為:25H＞50H＞38H,其中,25H最大吸附容量達(dá)到12.83mg/g。投加量由0.8g/L增加至2.0g/L,材料對Cu2+吸附去除率由87.0%增加至97.5%?？疾焖谐Ｒ婈栯x子對吸附的干擾作用,結(jié)果表明,干擾離子的影響順序為:Pb2+＞K+＞Na+＞Mg2+;隨著干擾離子濃度的增大,材料對Cu2+的去除率顯著下降。硅鋁比及晶粒形貌均對沸石分子篩吸附Cu2+有較大影響,小的孔徑不利于Cu2+的吸附,低硅鋁比有利于Cu2+在分子篩上的吸附。
2、離子交換材料
主要用于放射性廢料及廢液的處理,硬水軟化處理等。其離子交換能力來源于沸石孔道或孔腔中用來平衡骨架負(fù)電荷的無機(jī)陽離子，這些陽離子本身與沸石骨架的作用力較弱，加之沸石骨架結(jié)構(gòu)比較開放，因此，一般的陽離子都可以被其它陽離子交換替代。沸石的骨架組成決定了其孔道內(nèi)陽離子的位置和數(shù)量，進(jìn)而也決定了沸石分子篩的離子交換能力。
何麗新等用NaCl溶液沸水浴靜態(tài)交換輝沸石,可以快速、有效去除沸石中的鈣離子,輝沸石改成Na型后,它的吸附性能和離子交換性能大大增強(qiáng)。
方火明等用MnO2改性沸石去除水中Pb2+,結(jié)果表明:MnO2改性沸石對Pb2+有很好的去除效果,平衡吸附量由改性前的29.88mg/g提高到39.42 mg/g。
3、催化材料
主要用于石油化工、精細(xì)化工、煤化工以及廢氣處理等大量的工業(yè)催化領(lǐng)域。作為催化劑或催化劑載體，沸石分子篩有著相對于其它材料明顯的優(yōu)勢：高的熱穩(wěn)定性、水熱穩(wěn)定性使催化反應(yīng)可以在苛刻的條件下進(jìn)行；規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)對某種產(chǎn)物的高選擇性；可調(diào)變的活性中心使其可以應(yīng)用在各類反應(yīng)中。
梁學(xué)正等研究了在HMCM22沸石分子篩催化下乙二醇與環(huán)己酮、丁酮、丙酮、丙醛、丁醛、異丁醛、戊醛、異戊醛、正辛醛、苯甲醛等多種醛(酮)的縮合反應(yīng)。重點研究了乙二醇與環(huán)己酮的反應(yīng)條件,考察了反應(yīng)時間、醛(酮)與醇的配比、HMCM22沸石的用量及催化劑重復(fù)使用等因素對反應(yīng)的影響,優(yōu)化了反應(yīng)條件。結(jié)果表明,在醛(酮)與乙二醇物質(zhì)的量比為1∶1.2、催化劑用量為2g/mol醛(酮)、反應(yīng)2h的條件下,轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上,選擇性可達(dá)99%以上。表明HMCM22沸石分子篩對該縮合反應(yīng)有較好的催化活性和選擇性。
另外沸石分子篩在一些新興領(lǐng)域，如作為磁共振成像對比劑和低介電常數(shù)材料方面也有一定的應(yīng)用價值。
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