淺析沸石分子篩的吸附作用

沸石分子篩是一類天然存在或者人工合成的具有均勻孔徑和規(guī)則孔道的硅鋁酸鹽材料，硅鋁分子篩是以硅氧四面體和鋁氧四面體為基本結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)是基本結(jié)構(gòu)通過氧橋相互連接形成的多元環(huán)和多個(gè)多元環(huán)連接形成籠之間的各種孔道，且有孔道規(guī)?？煽?、孔徑穩(wěn)定且單一、比表面積大的特點(diǎn)。

沸石分子篩具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征，表面為固體骨架，內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用?？籽ㄖg有孔道相互連接，分子由孔道經(jīng)過。由于孔穴的結(jié)晶性質(zhì)，分子篩的孔徑分布均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子，因而被形象地稱為"分子篩"。

沸石分子篩的吸附作用有兩個(gè)特點(diǎn)：

（1）表面上的路易斯中心極性很強(qiáng)；

（2）沸石中的籠或通道的尺寸很小，使得其中的引力場(chǎng)很強(qiáng)。因此，其對(duì)吸附質(zhì)分子的吸附能力遠(yuǎn)超過其他類型的吸附劑。即使吸附質(zhì)的分壓（或濃度）很低，吸附量仍很可觀。沸石分子篩的吸附分離效果不僅與吸附質(zhì)分子的尺寸和形狀有關(guān)，而且還與其極性有關(guān)，因此，沸石分子篩也可用于尺寸相近的物質(zhì)的分子。

沸石分子篩中的A型分子篩，它是類似于NaCl的立方晶系結(jié)構(gòu)。若將NaCl晶格中的Na+和Cl-全部換成β籠，并將相鄰的β籠用γ籠聯(lián)結(jié)起來就得到A-型分子篩的晶體結(jié)構(gòu)。8個(gè)β籠聯(lián)結(jié)后形成一個(gè)方鈉石結(jié)構(gòu)，如用γ籠做橋聯(lián)結(jié)，就得到A-型分子篩結(jié)構(gòu)。中心有一個(gè)大的α的籠。α籠之間通道有一個(gè)八元環(huán)窗口，其直徑為4?，故稱4A分子篩。