塊狀沸石分子篩

塊狀沸石分子篩沸石分子篩是一類具有規(guī)則微孔結構的硅鋁酸鹽晶體，其不僅具有一般無機膜材料的固有的物理化學特性，更為優(yōu)異的是，其均一的規(guī)則的、具有特定的空間走向的結晶孔道系統(tǒng)以及可調變的骨架Si/Al比等特性賦予沸石分子篩膜擁有篩分、擇形功能特性和可調變的膜的表面特性，使其成為實現(xiàn)分子水平上高效分離及膜催化反應一體化的優(yōu)良多孔膜材料。

沸石分子篩膜中的傳質機理主要是表面擴散和活性化擴散。表面擴散包括吸附和擴散過程，即首先分子從分離體相進入沸石分子孔表面，吸附在表面上和孔中，吸附在表面和孔中的分子在化學勢的梯度下，從一個吸附點躍遷至空位或另一個吸附點，在膜的透過側脫附擴散進入滲透相。活性化擴散是分子與膜材料表面的吸附作用弱，體相分子進入孔后，直接在孔中擴散的過程。因此，沸石分子篩膜分離選擇性由于分子吸附和擴散的差異而導致不同，沸石膜材料的表面特性、孔道結構與分子的特性如大小與極性是 決 定 了 膜 的 分 離 性 能。另 一 方面，支撐沸石膜的有效分離層由一多晶沸石層構成的，由于是多晶層，因此多晶層的厚度、連續(xù)性、多晶間隙、取向等微觀結構是決定沸石膜的分離效果的根本因素。與其它膜材料同樣，高性能沸石膜開發(fā)的關鍵任務在于依據分離體系的分子特性進行膜材料的設計和膜的微觀結構的調控。

塊狀沸石分子篩分子篩吸附是一種物理現(xiàn)象。分子篩孔隙率非常高，內表面積很大，內空穴占體積的50%左右。分子篩吸附劑吸附性能的決定因素是其本身的結構，此外不同硅鋁比、不同平衡陽離子、不同孔和孔道結構以及分子篩的成型、活化等都會影響分子篩吸附劑的吸附性能。其吸附作用主要表現(xiàn)在兩點：按分子的幾何尺寸、形狀選擇吸附和按分子的極性、不飽和度及極化率選擇吸附。

分子篩種類豐富，分子篩因其有非常高的表面積和吸附容量、吸附性質可從親水性到疏水性、酸性或其它活性中心能被控制、強度和濃度能被調整、孔道規(guī)則且孔徑大小正好在多數分子的尺寸范圍內、陽離子的可交換性、等特點,給吸附分離技術開發(fā)帶來許多可供選擇的空間。吸附過程是一個非常復雜過程，吸附材料性能具有決定性的作用。分子篩吸附機理較復雜分子篩的孔結構和孔環(huán)境對吸附性能均具有顯著的影響，許多吸附過程都是二者作用疊加的結果，因此一方面對于加強研究分子篩吸附機理，為工業(yè)應用和選擇提供理論支持有很大幫助。另一方面加強分子篩結構和組成的定制研究工作開發(fā)成本低廉和工藝簡單的新型分子篩材料合成技術仍然是重要的研究方向。