沸石分子篩具有特的規(guī)整晶體結(jié)構(gòu),其中每一類都具有一定尺寸、形狀的孔道結(jié)構(gòu),并具有較大比表面積。
大部分沸石分子篩表面具有較強的酸中心,同時晶孔內(nèi)有強大的庫侖場起極化作用。這些特性使它成為性能的催化劑。
多相催化反應(yīng)是在固體催化劑上進行的,催化活性與催化劑的晶孔大小有關(guān)。沸石分子篩作為催化劑或催化劑載體時,催化反應(yīng)的進行受到沸石分子篩晶孔大小的控制。晶孔和孔道的大小和形狀都可以對催化反應(yīng)起著選擇性作用。在一般反應(yīng)條件下沸石分子篩對反應(yīng)方向起主導(dǎo)作用,呈現(xiàn)了擇形催化性能,這一性能使沸石分子篩作為催化新材料具有強大生命力。
利用低硅鋁比的沸石分子篩(如 A型,X型等)的極性親水性,可以進行空氣的干燥。另外近年來將乙醇摻入汽油中替代部分汽油受到廣泛重視,作為燃料的乙醇要求其中的水含量低于 0.8%,而由于乙醇和水的共沸,使得通過精餾只能得到 95%的乙醇,對于含水量較低的乙醇脫水,沸石分子篩吸附脫水是優(yōu)的選擇。
此方法中應(yīng)用的沸石分子篩是A 或X型,而KA 型好,這一方面利用了 A型沸石分子篩的極性,另一方面由于KA沸石分子篩的孔道直徑約 0.3nm,水分子可自由進入,而乙醇分子直徑大于 0.3nm 不能進入沸石分子篩的孔道。此種沸石分子篩脫水工藝是工業(yè)上生產(chǎn)燃料乙醇的工藝。
分子篩的回收方法多種多樣,主要包括以下幾種:
熱解法
原理:將廢舊分子篩加入有機溶劑中,并在高溫下進行脫模,從而得到干凈的分子篩。
特點:適用于大批量的分子篩回收,熱解。但過程中會產(chǎn)生一定的有機廢水和固體廢棄物,需要妥善處理。
氣流冷卻法
原理:將使用過的分子篩在空氣中進行熱解,然后通過氣流將產(chǎn)生的分子篩碎片和顆粒收集起來進行回收和處理。
特點:回收,處理過程簡單。但高溫?zé)峤膺^程可能釋放有害氣體,需要采取防護措施。
溶劑萃取法
原理:利用溶劑將分子篩溶解,然后從溶液中分離和收集分子篩。
特點:操作簡單易行,適用于分子篩穩(wěn)定性和可溶性較高的情況。但需注意溶劑對環(huán)境的影響和回收成本。