什么是分子篩？種類有哪些？生產廠家梳理

2022-06-28 15:38:42 作者：2200 5578

當前，在石油催化等化工領域、土壤修復與治理等環保領域常能見到分子篩的身影。那么，什么是分子篩呢?種類有哪些?國際分子篩生產廠家有哪些?本文將具體梳理。

1.分子篩是什么

分子篩全名是沸石分子篩，沸石分子篩一般是結晶鋁硅酸(或者是硅酸、磷鋁酸、磷硅鋁酸)金屬鹽的水合物，其化學通式為：Mx/m[(Al〇2)x·(Si02)y]·zH20。M代表陽離子(Na+、K+、Ca2+、Mg2+等)，m表示其價態數，z表示水合數，x和y是整數。沸石都是由T04(T表示Si或者A1原子)四面體作為初級結構單元構建起來的具有三維空間結構的無機酸鹽。這些三維結構可看作是一些孔道和小籠組成的，籠或者孔道之間又有許多孔(也稱“窗口”)相連，這些孔的的孔徑一般為3~10A。沸石晶體中存在許多具有一定大小的空穴，由于這些空穴能將比其孔徑小的分子吸附到空穴內部，而把比孔徑大的分子排斥在其空穴外，起到了篩分分子的作用，故又得名分子篩。

分子篩

2.分子篩的結構

分子篩的結構自下而上主要可分為三個結構層次，分別是初級結構單元、次級結構單元以及一些特征的籠、鏈和層狀結構單元。其中，初級結構單元即為T04四面體，是構成分子篩骨架的最基本結構單元。次級結構單元(SBU)由初級結構單元通過共享氧原子按照不同的連接方式組成，例如四元環、六元環、雙六元環、雙八元環等。初級和次級結構單元通過共享氧原子進一步連接能夠形成些特征的籠、鏈和層狀結構單元。這些結構單元通過不同的連接方式可以形成不同的骨架結構。

分子篩

3.分子篩種類

當前，常見的分子篩種類有：CHA結構分子篩、鈦硅分子篩、ZSM-35分子篩、ZSM-5分子篩、Y分子篩、β分子篩等。

(1)CHA結構分子篩

CHA結構分子篩指骨架代碼為CHA，具有菱沸石結構的特種分子篩，該類分子篩具有特殊的孔道結構，在擔載特定金屬組分(如銅)后，能夠高效去除汽車尾氣中的氮氧化物。CHA結構分子篩主要應用于柴油車等移動源尾氣排放的脫硝處理，可以滿足國六階段排放標準。

(2)鈦硅分子篩

以鈦為活性中心的分子篩具有優異的催化氧化性能，在以過氧化氫或烷基過氧化氫為氧化劑時，能夠參與烯烴的環氧化、芳烴羥基化、醛酮氨肟化、烷烴氧化等許多重要的反應，被普遍認為是環境友好的綠色催化劑。鈦硅分子篩催化劑主要應用于烯烴環氧化與酮氨肟化兩個過程，主要作為環氧丙烷與己內酰胺生產過程中的催化劑。

(3)ZSM-35分子篩

ZSM-35分子篩為一種能作為酸性催化劑應用的分子篩，可廣泛用于烴類的轉化過程，例如異構化、聚合、芳構化和裂化等，此外，也能夠應用于重整液和石腦油的改質、催化裂化以及燃料油降低傾點等過程，擁有廣泛的應用市場。

(4)ZSM-5分子篩

ZSM-5分子篩為石油化工領域的重要分子篩之一，在柴油臨氫降凝、加氫裂化、催化裂化、擇形催化、低烴烷基化、異構化、芳構化、脫蠟降凝等領域均具備廣闊的應用前景。

(5)Y分子篩、β分子篩

Y型分子篩是用途廣泛的大孔沸石，在能源化工行業的多種催化劑(如催化裂化催化劑、加氫裂化催化劑)中作為重要活性組元，其物化性質和產品性能可在大范圍內調變。β 分子篩在石油化工與精細化工領域應用廣泛，具有很高的加氫裂化、加氫異構化催化活性和對直鏈烷烴的吸附能力，并有良好的抗硫、氮中毒能力，β 分子篩也可以與特定Y型分子篩聯合使用，提高汽油辛烷值。

分子篩