绿沸石的吸附性质
2022.06.21
科学家研究了定向含硼MFI型绿沸石对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性,使沸石在有效分离(去除)有害气体的应用方面拓宽了新的领域研究定向含硼MFI型绿沸石和原多孔玻璃基材对纯气体的渗透性以及对乙醇/水体系的分离选择性。
纯气体透过焙烧后的B-AL-ZSM-5绿沸石,H2,He,Ne,Ar,O2,CO2对N2的理想选择性分别为16.8,15.6,12.6,9.41,8.60,5.32，CO和SO2对N2的理想选择性分别为0.135和0.0179;O2对CO和SO2的理想选择性分别为63.7和480.2。这表明该类绿沸石对纯气体的透过不仅具有良好的理想选择性,而且可能为新型防毒面具提供一种很好的可选材料。
渗透气化实验表明,在测定温度范围内原多孔玻璃基材对3种不同浓度的乙醇/水体系几乎没有分离性能。焙烧后的B-Al-ZSM-5绿沸石对5%,50和95%(质量分数)乙醇(水体系的分离,水的分离系数分别为28.2,135.7和518.5,且温度均为303K。表明该MFI型绿沸石具有强的亲水性。
在一般情况下绿沸石结构中的孔道和孔穴都充满了水分子,分子围绕着可交换的阳离子形成水化球,常在350℃或 400℃下加热数小时或更长时间沸石将会失去水分子。
这时,些有效直径小到足,通过孔道的分子将易于被沸石吸附在脱水孔道和孔穴中，直径过大无法进入孔道的分子将被排斥，这就是人们熟悉的沸石的选择性吸附。选择性吸附1925年发现脱水菱沸石能强烈地吸附水、、乙醇，而完全不能吸附、和苯，即具有选择性吸附的特性。
如上所述，沸石晶体内部存在很多孔穴和孔道，它们的体积占沸石晶体总体积的50以上，而且孔穴、孔道大小均匀、固定，和普通分子的大小相当。一般孔穴直径在6〜15A之间，孔道直径约在3〜10A之间。表2-8是沸石、硅胶和活性炭对直链烃选择吸附的实验结果，从表中数据可以看出，活性炭对各种烃类的吸附量都很高，而硅胶在室温下对挥发性丁烷-正丁烷和异丁烷的吸附量则很低，说明它们的吸附作用是没有选择性的。只有5A分子筛具有选择性吸附作用，很明显只有那些直径比较小的分子，才能通过沸石孔道（5A分子筛的孔径为5人）被吸附，而直径大的分子，由于不能进入沸石孔穴，则不能被沸石吸附，因此沸石的选择吸附、筛分分子性能决定于沸石的孔径和被吸附分子的大小。
