吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)和不饱和分子表现出强烈的吸附能力。
筛分功能:分子筛的孔径分布非常均一,只有分子直径小于孔穴直径的物质才可能进入分子筛的晶穴内部。
通过吸附的优先顺序和尺寸大小来区分不同物质的分子,所以被形象的称为“分子筛”。
分子筛不同品种参数及用途
类型
直径
体积密度(g/ml)
吸水性
磨损度W (%)
用途
3A
3 ?
0.60~0.68
19~20
0.3~0.6
干燥石油裂解气和烯烃
4A
4 ?
0.60~0.65
20~21
0.3~0.6
分离天然气和烯烃
5A
5 ?
0.60~0.65
20~21
0.3~0.5
干燥和净化空气,脱水和脱硫天然气;脱硫石油气;氧气和氢气生产变压吸附过程
5A-DW
5 ?
0.45~0.50
21~22
0.3~0.6
脱脂、烯烃分离和和抑制的航空煤油和柴油倾点
10X
8 ?
0.50~0.60
23~24
0.3~0.6
高效吸附,可用于干燥,脱硫脱碳,气体和液体和分离芳烃
13X
10 ?
0.55~0.65
23~24
0.3~0.5
干燥,脱硫和净化的石油气、天然气
13X-AS
10 ?
0.55~0.65
23~24
0.3~0.5
用于空气分离工业干燥和脱碳
Cu-13X
10 ?
0.50~0.60
23~24
0.3~0.5
航空用液态碳氢化合物脱硫
分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构,它的孔穴直径大小均匀,这些孔穴能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称分子筛。由于分子筛具有吸附能力高,热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点,使得分子筛获得广泛的应用。
在生物大分子领域,常见的有bio-rad SEC分子筛预装柱。
美国科学家发现,通过调整温度,能够精确地控制一种钛硅酸盐材料中的孔洞大小,制造出精密的新型分子筛。 一些晶体材料内部有着大量均匀的微孔,尺寸比孔洞小的分子能够穿过,而大分子不能穿过,因此可以起到分离不同分子的作用,这类材料被称为分子筛。
其实在2001年科学家在英国《自然》杂志上报告说,他们发现一种称为钛硅酸盐ETS-4的物质能够作为良好的分子筛。当温度升高时,ETS-4会逐渐脱水,微孔的尺寸随之减小。利用这种方法,可以在3到4埃(1埃等于百亿分之一米)的范围内精细地调整微孔尺寸。 科学家说,一些常见分子如氮气、甲烷、氧气、氩气和水分子等尺寸都在3至4埃左右,彼此大小相差无几,用ETS-4制作的分子筛可以有效地将它们分开。 研究人员已经尝试用ETS-4从氮气和甲烷混合物中将氮气的含量由18%降到5%以下,并在分离氩气与氧气、氮气与氧气的实验中也取得了成功。据认为这一技术将有重要的商业应用前景。