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沸石滤料的物理化学性能有哪些

[发布日期:2021-01-06] 浏览:14次


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沸石滤料的物理化学性能有哪些

沸石滤料的物理化学性能如下:

(1)选择性吸附性和分子筛效应

沸石滤料的空隙结构使其具有很大的比表面积,脱水后因孔道结构的连通和空旷而具有更大的内表面积,巨大的内表面积形成了沸石高效的吸附性能。

选择性吸附与分子筛效应是沸石吸附性能的重要特征。沸石中的孔道和孔穴一般大于晶体总体积的50%,且大小均匀,有固定尺寸,有规则的形状,一般孔穴直径为0.66-1.5nm,孔道为0.3-1.0nm。显然,直径小于沸石孔穴的分子可进入孔穴,而大于孔穴的分子则被拒之孔外,因而沸石具有被称之为分子筛效应的筛选分子作用。

另外,被吸附分子的性质也对沸石的吸附行为产生重要影响,沸石对H2O、NH3、H2S、CO2等极性分子具有很强的亲和力,吸附作用很强,并且湿度、温度和浓度等条件对其影响很小。

沸石的硅铝比因直接影响沸石晶体内部的静电场,而影响吸附力的强弱。硅铝比值越大,吸附力就越弱。

(2)离子交换性

沸石滤料的离子交换性源于因平衡沸石结构中Al3+替代Si4+后引起的电价不平衡而存在于沸石孔道中的可交换性阳离子,如K+、Na+和Ca2+等。

沸石滤料的离子交换表现出明显的选择性,例如方沸石中的Na+易被Ag+、Ti、Pb等交换,而被NH4+交换的量较低。

(3)催化性能

沸石滤料具有很高的催化活性,且耐高温、耐酸,有抗中毒的性能,是优良的催化剂及其载体。沸石滤料呈现催化性质的机理主要是由其晶体结构中的酸性位置、孔穴大小及其阳离子交换性能所决定的。

沸石催化的许多反应属于正碳离子型,经过正碳离子中间体发生反应。沸石对一些游离基反应、氧化-还原反应也有相当的催化活性。

天然沸石一般不能作催化剂,只有采用离子交换法改性为H型沸石后,才能用做催化剂。天然沸石可以作为载体,承载具有催化活性的金属(如Bi、Sb、Ag、Cu及稀土等),通过金属作用表现出良好的催化性能。

(4)稳定性

沸石滤料的耐热稳定性主要取决于其中Si+Al与平衡阳离子的比例,在其组成变化范围内,一般Si含量越高,热稳定性越好。

天然沸石具有良好的耐酸性能,在低于100℃下与强酸作用2h,其晶格基本不受破坏,丝光沸石在王水中也能保持稳定。因此天然沸石常用酸处理方法进行活化、再生利用和其他目的的利用。沸石滤料的耐碱性远不如耐酸性好,这是由于沸石晶体格架中存在酸性位置所造成的。



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