Есть много типовмолекулярное сито адсорбенты, с их основными различиями, вытекающими из их кристаллической структуры, размера пор, отношения кремния к алюминию и типа катиона. Эти различия напрямую определяют их селективность адсорбции, стабильность и сценарии применения. Ниже приведены характеристики и ключевые различия общих типов:

1、Молекулярное сито типа А

Структура: кубическая кристаллическая система (структура LTA), состоящая из кремниево-кислородных тетраэдров и алюминиево-кислородных тетраэдров, образующих клетчатую структуру с однородным и небольшим размером пор.

Ключевые особенности: малый размер пор (3-5 Å), сильная полярность, высокая селективность и низкая стоимость.

2、Молекулярное сито типа X и типа Y (тип X и Y)

Структура: Оба являются кубическими (FAU) кристаллами, состоящими из суперклеток с большими размерами пор (8-10 Å). Основное различие заключается в соотношении кремний-алюминий (SiO₂/Аль₂О₃).

3. ZSM-5 Молекулярное сито

Структура: Орторомбическая / моноклинная (структура MFI), состоящая из пересекающихся 10-членных кольцевых каналов, молекулярного сита с высоким содержанием кремнезема.

Ключевая особенность:

Диаметр пор приблизительно 5-6 Å (подходит для адсорбции малых молекул C5-C10), селективность формы (позволяет входить только линейным или малым циклическим молекулам);

Очень широкий регулируемый диапазон соотношения Si / Al (20-2000); версии с высоким содержанием кремнезема демонстрируют слабую гидрофильность, отличную кислотную стойкость и термическую стабильность (≤1000°C);

Он не только адсорбент, но и обычно используется в качестве катализатора (благодаря регулируемой кислотности поверхности).

Типичные области применения:

Катализ: крекинг нефти (производство бензина), превращение метанола в олефины (МТО), изомеризация ароматических соединений;

Адсорбция: разделение изомеров ксилола (таких как п-ксилол и о-ксилол); удаление следовых органических веществ из воды.

Морденит (MOR)

Структура: Орторомбическая кристаллическая система, состоящая из 12-членных и 8-членных кольцевых каналов, диаметр пор приблизительно 6-7 Å. Основные особенности:

Высокая термическая стабильность (≤800°C), сильное сопротивление кислоты (смогите быть использовано в сильных окружающих средах кислоты);

Слабая адсорбция воды (низкая гидрофильность), предпочитающая адсорбировать неполярные или слабо полярные молекулы (такие как ароматические углеводороды и амины).

Типичные области применения:

разделение газов (например, разделение углеводородов C2-C3);

очистка сточных вод (адсорбция аммиачного азота и органических аминов);

Катализ (например, реакции алкилирования).

V. Молекулярные сита серии SAPO (Silicoaluminophosphate молекулярные сита)

Структура: синтетические гетероатомные молекулярные сита с каркасом, содержащим Si, Al и P, и разнообразные структуры (такие как SAPO-34, который имеет структуру СНА).

Основные особенности:

Регулируемый размер пор (3-10 Å), низкая полярность (благодаря наличию Р, менее гидрофильных, чем чистые silica-aluminophosphate молекулярные сита);

Высокая селективность адсорбции для неполярных молекул (таких как метан и олефины) и отличная термическая и гидротермальная стабильность. Типичные применения:

Очистка природного газа (разделение метана и CO₂);

катализ (например, SAPO-34 для получения метанола в пропилен);

Сушка газа в условиях низкой влажности.

Ключевые различия

Размер пор: определяет размер молекул, которые могут быть адсорбированы (например, 3A адсорбирует только воду, 5A адсорбирует пропан, а 13X адсорбирует более крупные ароматические соединения);

Соотношение Si / Al: более высокое отношение Si / Al указывает на большую термическую стабильность и кислотостойкость, но меньшую гидрофильность (например, Y-тип > X-тип, ZSM-5 > A-тип);

Тип катиона: Размер пор регулируется посредством ионного обмена (например, 4А →5А: В⁺ → Что²⁺, размером пор от 4 до 5 Å);

Фокус применения: типы A / X в основном используются для сушки / разделения, Y / ZSM-5 для катализа, а SAPO подходит для работы с неполярными молекулами.

Выбор должен основываться на всестороннем рассмотрении требований к размеру молекулы-мишени, полярности, рабочей температуре и стабильности.